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物联网技术在海上油气监测中的应用
2020-08-20 00:03:41 阅读:3 发布人:

石油和天然气(O&G)生产高度复杂且不稳定。海上钻井平台的偏远和孤立使得海上石油和天然气公司很难及时准确地了解其正在进行的生产。这意味着操作人员常常不知道机器和流程变量何时不符合规定,而有可能导致资产故障和代价高昂的停机时间。更糟糕的是,监测能力不足可能导致灾难性爆炸事件,从而给环境、工人生命和公司信誉造成沉重打击。如今,物联网(IoT)技术为可靠且经济高效的海上监测带来了无限商机。

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海上钻井平台监测的连接性障碍

为了优化效率和安全性,上游海上石油和天然气生产需要对各种设备(管道、阀门、井口、储罐等)和参数(温度、振动、压力、流速、腐蚀、气体泄漏等)进行全天候监测。传统的通信解决方案对于连接海上钻井平台上的大量不同资产来说要么是有限的、昂贵的,要么是繁琐的。诸如SCADA系统之类的有线基础设施虽然是实时控制任务的理想选择,但并不是为数据采集而设计的,因此不能用于远程监测。蜂窝移动连接在海洋中可能不存在。此外,鉴于石油钻井平台的庞大规模和复杂而密集的结构,建立网状网络往往是一项困难的工作。由于其无缝和无处不在,卫星网络已成为海上无线实施的最常见选择。然而,高昂的成本意味着卫星网络主要涉及高带宽语音和数据传输,同时只连接少数高价值的关键数据点。

由于缺乏经济高效且可扩展的通信解决方案,因此石油和天然气公司公司过去常常严重依赖手动数据读取和视觉检查来监测其大部分运营、设备和设施。不用说,这是非常低效和容易出错的,同时使工人面临重大的现场危险和危害。

物联网技术和下一代连接的兴起

低功耗广域网(LPWAN)等新兴物联网连接解决方案正在重新定义海上石油和天然气监测的可能性。LPWAN为小型、低计算设备提供了廉价、低带宽的无线网络,它将成为大规模传感器网络的主干,以汇聚来自无数端点的精细遥测数据。简单的星型拓扑结构加上广泛的覆盖范围,使得LPWAN在大型、结构复杂的设施(如O&G平台)中的物联网部署中具有多种用途。特别是专有LPWAN,它允许公司灵活地调整网络覆盖范围,以适应孤立、偏远海上站点的独特需求。

LPWAN—卫星混合架构为海上石油和天然气组织提供了一种高度可靠且经济高效的方法,可以从数百公里外主动监测和管理海上基础设施。来自分布式现场传感器的数据通过LPWAN无线网络在本地物联网基站处聚合,然后使用卫星网络转发到陆上集中指挥中心。有了这种架构,公司可以利用新的大量资产、环境和流程数据来全面了解其生产运行情况。

增强的可见性和监督带来了以下引人注目的好处:

1、资产维护

在数百种不同资产上安装的智能传感器报告了关键的运行变量,这些变量有助于揭示故障之前的异常情况。这使操作员可以在严重故障发生之前及时派遣人员进行检查和维护,以最大限度地减少生产停机时间并优化资产使用。

2、危险管理和工人安全

分布式环境传感器持续检查大气中是否存在易燃气体和有毒蒸汽。同时,24/7资产监测有助于预测导致爆炸或海上溢油的灾难性资产故障。在紧急情况下,可以及时触发现场警报,以便立即采取应对措施,以保护工人并防止严重的、不可逆转的灾难发生。

3、设施管理

不断收集和分析钻机结构的各种数据(如应变、振动、裂纹声等)和外部天气状况,以便对钻机完整性进行可靠评估,以便早期诊断任何结构损坏。同样,关键的基础设施,如水密门和压载舱也可以进行全天候监测。

4、法规遵从性

有了完整的生产数据,石油和天然气公司管理人员可以有效地监控和记录法规遵循情况,以确保透明和符合标准的运营。

5、安全和访问控制

无线传感器可以识别受限区域的可疑活动,以加强现场安全。

总结

由于其资产密集和复杂性,油气行业被认为从物联网和大数据中受益匪浅。连接大型设备和流程的能力使公司对其运营拥有前所未有的可见性和控制权。尤其是在海上平台,新一代物联网连接将远程监测和数字化提升到了一个新的水平,以提高效率和安全性,同时最大限度地减少人为干预。