NetDNA自动进行水力压裂和水转移的水管理

自动化降低了成本，提高了二叠纪盆地非常规天然气生产的安全性

在石油和天然气行业中，诸如液压压裂（压裂）和水平钻井等技术进步导致了探索和钻探的繁荣。最初的石油和天然气开发方法的“淘金热”方法集中在人工资源上，大多数工作都是手动完成的。该领域的技术人员和操作员检查了所有设备和流程，并手动调整并控制了所需控制的任何东西。即使是环境合规性所需的数据，也通常是手工获取的。

但是如今，随着劳动力不确定性和更高但波动性的价格更高，自动化的投资开始变得更有意义。公司越来越多地寻求在该领域增加自动化，尤其是用于水抽水和治疗，成功的非常规石油和天然气生产中的关键成分。

但是，位于广阔区域上的资产的自动化并不容易。

加拿大不列颠哥伦比亚省Netdna的首席执行官Dan Arbeau说：“大多数自动化公司都不了解网络文章。”然而，凭借其自动化，无线，IT支持和网络的背景，Arbeau已准备好应对挑战。他于2018年1月创立了NetDNA，此后为额外的资本和资源增加了合作伙伴。

该公司的重点是自动化天然气勘探和生产，尤其是钻探。2014年，Arbeau自动化了一个大型泵，以撤离大坝的水，这是一种先前的手动系统，该系统转移了水压裂。客户再次致电德克萨斯州南部二叠纪盆地的一个主要项目，在数百个钻探地点管理水。

水，水，到处

水对于通过压裂成功生产水是必不可少的。该过程通常在每个步骤中都涉及水：

• 将水抽到钻探地点
• 将水与支撑剂（不能压缩的沙子或其他颗粒）和化学物质混合
• 在高压下将这种液体注入井眼和岩石形成以产生裂缝
• 处理返回表面并将其存储在开放式储罐或坑中的流体流动
• 处理和回收水，除了化学物质外，还包括碳氢化合物，盐，金属和放射性核素

阿尔博指出：“二叠纪盆地的工作中有百分之九十九是水坑。”

水源通常不靠近钻探地点，因此必须将水带进去。坑用于存储水，混合水，处理流动和处理用过的水。直到最近，通常手动完成所有流量和水平监测，泵控制等。技术是稀疏的，主要是临时的，而不是计划的，例如，技术人员监视水平并发短信以调整泵。到处都需要自动泵，流量计和电平传感器。

那就是Netdna进来的地方。

移动拖车安装的抽水机

Netdna的客户，新浪潮能源服务，在美国和加拿大提供一系列压裂产品和服务，包括水运输，模块化坦德赢下载克和缓冲罐。

在一个遥远，分开且可变的运营的行业中，移动性至关重要。因此，New Wave设计了大型拖车装置的单元，用于水转移，通常有四个500-800 hp泵，直径为12英寸，然后转向NetDNA自动化它们。

Arbeau在以前的作业上使用了Opto 22 Snap PAC（可编程自动化控制器）。他赞赏他们的可靠性和开放标准（例如Modbus/TCP）的使用，以便于与其他系统和设备进行更轻松的沟通。

Arbeau还听说了Opto 22的新凹槽史诗^®（Edge可编程工业控制器），为自动化和工业互联网（IIOT）项目提供其他沟通，可视化和安全功能。对于New Wave Energy拖车安装的单元的远程通信和移动性，凹槽史诗听起来很理想。

每个新的Wave Energy拖车泵送单元都包括一个柴油发电机和泵，该发电机和泵由通知Modbus/TCP的发电机组控制器控制。Arbeau添加了凹槽每个拖车上的Epic处理器和I/O模块以进行其他自动化：

• 模拟输入监控排放水平和吸力。
• 数字输入监视流量计。
• 机械继电器输出通过发电机组控制器打开和关闭泵。

此外，史诗般的数据从发电机组控制器（包括RPM和相关遥测器）中获取数据，并使用其内置开源工具将其发布到中央经纪人/服务器上节点红色和发布订阅协议mqtt。截至2019年6月，六个拖车安装的单元正在运营，其中还有几个。

坑和坦克

除了拖车安装的单元外，NetDNA还使用水自动监测和控制坑和水箱。

自动化储罐可改善安全性，并更快，更轻松，更可靠地提供数据。对储罐的水平进行监控，并控制泵以确保没有溢出物。还监测储罐和坑的空气质量和硫化氢（H2S）水平。H2S是易燃的，如果吸入，则可能是致命的，大约与一氧化碳一样毒性。仪器和自动化有助于确保员工的安全并改善环境条件。

在凹坑和储罐中，NetDNA使用信号自发的自动连接网关进行无线传感器。SignalFire将Modbus/TCP与本地交谈凹槽史诗处理器。每个Epic都使用节点RED和MQTT：15遥测数据点发布了来自其泵的各种数据标签；10停止，电子站和其他命令；和更多。还跟踪和历史化了生产数据。如果发生溢出或问题，生产商需要确切知道在任何给定时间泵的工作。

New Wave和他们的客户对结果感到满意，Arbeau对此感到满意凹槽史诗般的系统。

“一些引擎和泵公司渴望自动化。有些人有系统，但它们不会互相交流。” Arbeau说。“史诗使他们说话。”

移动HMI

除了自动监视，控制和数据采集外凹槽EPIC为授权技术人员提供基于网络的定制操作界面（人机接口或HMI）。NetDNA使用凹槽看法，史诗般的工具。该工具的基于浏览器的Drag-Drop-Tag接口使开发用于PC和移动设备的自定义HMI变得简单。

每个拖车单元都配备了无线电IP（Internet协议）设备，该设备提供路由，300英尺的无线覆盖范围以及连接到蜂窝WAN（大区域网络）的单元调制解调器的功率。与凹槽查看HMI，该领域的授权技术人员可以使用平板电脑连接到该网络，并在坑系统中运行所有20个泵，例如，监视或更改rpms，例如从单个屏幕上。

编程和数据通信

EPIC处理器提供编程选项，包括基于流程图PAC控制带有可选的脚本，任何IEC 61131-3兼容语言（例如功能框图和梯形图），或C/C ++，Java和Python通过安全壳访问（SSH）到其Linux操作系统。

Netdna选择使用PAC控制免费的modbus集成套件，这简化了与Genset控制器和SignalFire传感器网关的通信。

对于数据通信，NetDNA利用EPIC使用Node-RED使用MQTT的能力。mqtt是最初是为石油和天然气行业开发的出版物订阅（Pub-Sub）通信方法，它对远程或无线网络具有巨大的优势。如果网络是低带宽，不可靠或昂贵的，或者距离使直接连接变得不可能，那么Pub-Sub方法是理想的。

每个客户端启动与中央经纪人/服务器的通信，然后发布数据，订阅数据或两者。代理/服务器不存储数据，而只是根据需要接受并转发数据包。整体上减少了网络流量，因为数据是按报告逐个报告（RBE）基础传达的，也就是说，只有在数据更改时，与定期间隔相比，仅在数据更改时。

NetDNA也有兴趣考虑使用MQTT使用SparkPlug消息传递，可在凹槽史诗般的点火边缘^®来自电感自动化^®。SparkPlug编码数据有效负载并压缩它。它还跟踪客户的状态，以确保所有客户端都可以交付和接收数据。

每个预告片，坦克或PIT上的史诗发布到MQTT经纪人以及其他史诗般的数据订阅数据。对于他们的经纪人，NetDNA使用自己的托管安全MQTT服务器。

每个史诗都包含自己的用于数据安全的设备防火墙。EPIC发布的数据是在防火墙后面填充的，因此不需要对防火墙进行入站端口修改。EPIC与经纪人建立连接后，EPIC订阅的任何返回数据都可以在相同的连接上安全地收到。

该系统对于远程无线控制非常有效。多个泵在一秒钟内响应发送的命令。为了节省带宽，NetDNA尽可能将数据发送到表中，而不是单个数据点。

展望未来

和凹槽Arbeau供他使用的Epic和现代IIOT工具，从最初的硬件设计到准备完整的泵控制系统仅花了三个星期。多亏了NetDNA，New Wave Energy Services现在可以为客户提供比竞争对手更快，更便宜的监控和控制。

阿尔博说：“超越比赛并不难。”“史诗正在帮助我取得成功。”

对于未来，阿尔博的梦想是一个多用途的自动化黑匣子：一个开放式的chassis skid，带有史诗般的“中间”和与无线传感器连接的SignalFire。Arbeau设想了不仅用于石油和天然气中的项目，而且还设想了农业，采矿和其他具有需要自动化和数据通信的遥远资产的行业。

关于NetDNA

NetDNA提供了可靠的实时控制。顾名思义，NetDNA使用Internet的构建块将硬件和软件融合来构建下一代解决方案，服务和产品。德赢下载就像DNA被用作创造生命的基础一样，我们将相同的原则应用于我们的工作。

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