Öljyn ja kaasun tuotantoprosessit ja teknologiat kehittyvät jatkuvasti, samoin kuin niihin liittyvät prosessit
Lähde: habr.com
Kaikenlaiset muoviset - synteettiset kankaat,muoviset ikkunat, pakkausmateriaalit, vesiputket, elektroniset kotelot, lääkinnälliset laitteet ja paljon muuta ovat petrokemian tuotteita. Näiden tuotteiden kysyntä kasvaa jatkuvasti, ja sen myötä öljyn ja kaasun tuotannon volyymien kysyntä kasvaa.
Resurssien toimitusprosessin tärkein rajoitus onmarkkinat ovat heidän välitön saalis. Jotta kenttä tuottaisi mahdollisimman paljon resursseja, tarvitaan nykyaikaisia ja korkean teknologian menetelmiä öljyn ja kaasun talteenottoon. Teknologioiden avulla öljyn talteenottokerroin voidaan nostaa tyypillisestä 30 prosentista 70 prosenttiin ja uusien kaivojen virtausnopeus 100–150 tonniin päivässä, mikä lisää öljyn talteenottoa markkinoiden tarpeiden mukaisesti.
Kaikki alueet uudistetaan ja parannetaan.öljy- ja kaasuteollisuus: talletusten etsintä ja kehittäminen, kaivostoiminta ja jalostus. Vaikuttavat ja niihin liittyvät alueet, mukaan lukien teollinen turvallisuus, laitteiden korjaus ja huolto, logistiikka ja öljytuotteiden kuljetus.
Merkittävimmät viimeaikaiset suuntaukset ovat seuraavien teknologioiden integrointi öljyntuotantoprosesseihin:
- Esineiden internet - tietojen kerääminen antureista reaaliajassa teknologisten prosessien automaattista säätämistä varten.
- Prosessien maksimaalinen robotisointi ja ihmisen tekijän poissulkeminen.
- Virtuaalinen ja lisätty todellisuus, 3D, kun suoritetaan laitteiden huoltoa.
- Tarvittavien laitteiden 3D-tulostus suoraan kentällä.
- Keinotekoinen äly ja koneopiskelu nopeampaan päätöksentekoon hätätilanteissa tuotannossa.
- Mittaus- ja kirjauslaitteiden parantaminen (eräänlainen kaivon testaus - "High-tech") porausprosessin aikana.
- Säiliön mallinnus, porausprosessi ja monivaiheisen hydraulisen murtumisen suunnittelu suuriin tietoihin perustuen.
- Siirtyminen modulaarisiin porauslauttoihinmaksimaalinen automaatio ja lisääntynyt turvallisuus, matala melu ja henkilökunnan mukavuus. Tällaisen asennuksen matka-aika lyhenee puolesta kahteen kuukauteen viikkoon.
- Video-analytiikka ja tekninen näkemys työn tehokkuuden parantamiseksi.
- Öljy-yhtiöiden vuorovaikutus, tietojenvaihto vastapuolten kanssa käyttäen blockchain-teknologiaa.
Läsnäolo yrityksessä suurempanateknologia antaa merkittävän kilpailuedun. Yrityksillä on mahdollisuus vähentää työn kustannuksia ja tarjota palveluja halvemmalla, mikä lisää mahdollisuuksia saada sopimus.
Onko tämä vain teoria?
Ei, kaikki suuret toimijat käyttävät jojokin yllä luetelluista tekniikoista. Mielenkiintoista on, että uusia tuotteita tuodaan markkinoille paitsi IT-ratkaisujen tasolla. Koko öljyntuotantosektoria modernisoidaan.
- Hämmästyttävä esimerkki on siirtyminenmurskaustekniikka. Menetelmä on luoda keinotekoinenhalkeamia niin, että kaasu tai öljy sekä öljyä sisältävät tuotteet kulkeutuvat nopeammin niiden läpi kaivon pohjalle. Tämän seurauksena öljyn talteenottokerroin kasvaa merkittävästi. Aikaisemmin tekniikkaa ei käytetty korkean hinnan vuoksi, mutta nyt sitä käytetään yhä useammin sekä pitkään kehitetyillä että uusilla aloilla.
- Porauslaitteistot ovat modulaarisia- koottu kuten LEGO palikat,Lisäksi tiettyihin tehtäviin voit luoda erityisiä ratkaisuja yksinkertaisesti lisäämällä tai poistamalla tietyn elementin. Modulaarisuus lisää tehokkuutta ja vähentää taloudellisia kustannuksia asennuksen aikana sekä laitteita siirrettäessä paikasta toiseen. Porauslaitteiden oikeaa toimintaa valvotaan LoRa-tekniikalla, joka on noussut erityisen suosituksi viimeisen viiden vuoden aikana.
- 3D-tulostustekniikkaa kehitetään., joka mahdollistaa varaosien valmistuksen,osat yksiköihin etätyömailla mahdollisimman lyhyellä aikavälillä turvautumatta kalliisiin toimituksiin. Tietysti paikallisilla yrityksillä on yleensä tiettyjä varaosia varusteisiin, mutta joskus tavarat, jotka eivät ole varassa, epäonnistuvat ja koko kompleksi joudutaan pysäyttämään varaosien saapumista odotellessa. Toimitus vie aikaa, tuotantoprosessi keskeytyy ja yritys kärsii tappioita. Jos osa voidaan valmistaa paikan päällä, seisokit pidetään minimissä. Tätä toimintasuunnitelmaa testataan vasta "pilotteina", mutta sitä käytetään jo muilla alueilla, mukaan lukien astronautiassa.
- Digitaalinen talletus kaksinkertaistuuniille on tulossa yhä enemmän kysyntää.Tällaisen "kaksosen" luomiseksi kehitetään matemaattinen malli kaivosta, laitteista ja logistiikkajärjestelmistä. Yleistilannetta analysoidaan, minkä jälkeen luodaan taloudellinen malli, joka osoittaa mitkä toimintatavat ovat tehokkaita tietyllä alalla ja mitkä eivät. Tietojen päivittäminen digitaalisissa kaksosissa on yksi tärkeimmistä tehtävistä, joka voidaan ratkaista esineiden Internet-tekniikoilla.
- Käytetään aktiivisesti tietojen analysointiinkoneen oppiminen. Sen avulla voit arvioida uuden potentiaaliakentät - järjestelmä ennustaa öljy- ja kaasuvarantojen saatavuuden suurella tarkkuudella laskemalla likimääräiset määrät. Tämän seurauksena kenttädata-analyysin asiantuntijoiden työ voidaan lyhentää kuudesta kuukaudesta muutamaan tuntiin. Toistaiseksi tällaisia kehityksiä on vain vähän, ja ne ovat kaikki testejä.
- Ennustava analyysimissä koneoppimista käytetään, auttaaennustaa laitteiden toimintatapoja. Laitteet (esim. muuntajat, pumput, sähkömoottorit ja sulkuventtiilit) on varustettu antureilla, jotka keräävät jatkuvasti tietoja ja välittävät sen keskusjärjestelmään käsittelyä varten. Analyysin jälkeen järjestelmä voi todeta, että moottori epäonnistuu 20 tunnin sisällä nykyisellä melu-, kuormitustasolla ja tärinätasolla, joten kuormitusta on vähennettävä ja huolto ajoitettava. Aiemmin paikalle lähetettiin korjaamotyöntekijät ratkaisemaan sähkömoottorivian aiheuttamia tuotantokatkoksia tai onnettomuuksia, mutta nyt teknikot voivat ennakoida ongelmia ja minimoida riskit.
Suosittu käyttöskenaario VenäjälläEsineiden internet - öljynjalostuksessa käytettävien jäähdytysyksiköiden seuranta. Anturien keräämät tiedot analysoidaan ja niitä käytetään ennakoivassa analytiikassa jäähdytysjärjestelmien rikkoutumisen estämiseksi.
Öljy-yhtiön täydellisen digitalisoinnin tehtäväon erittäin monimutkainen, koska on tarpeen organisoida prosesseja luotettavan ja johdonmukaisen tiedon keräämiseksi ja vaihtamiseksi kaivos-, jalostus- ja markkinointiosastojen välillä ja mieluiten reaaliajassa. Ja nämä ovat tuhansia osastoja ja satoja tuhansia työntekijöitä. Tietomallin luominen osastojen väliseen vuorovaikutukseen maksaa huomattavia summia, joten täysin digitaalisen kenttäprojektin toteuttaminen on joskus kallista suurillekin toimijoille. Tilastojen mukaan IT-kustannusten taso öljy-yhtiöissä voi nousta 1,5–3 prosenttiin voitosta, mutta näin merkittävät taloudelliset valmiudet eivät takaa nopeaa ja onnistunutta digitalisaatiota.
On kuitenkin paljon mielenkiintoisia tapauksia, jotka öljy-yhtiöt ovat ilmoittaneet menestyneiksi markkinoilla.
Gazprom Neft, RFID ja Blockchain
Viime vuonna Gazprom Neft osallistuipilottihanke blockchainin ja tavaroiden internetin käyttöönotolle logistiikassa. Ostetuille venttiileille asennettiin RFID-tunnisteet ja satelliittipaikannusanturi. Radiomerkit tallensivat venttiilien liikkumisen Veliky Novgorodin lähetyshetkestä Murmanskin varastoon. Operaattorit saivat tietoja, kuten rahtiliikenteen nopeus, pysähdysten määrä ja kesto matkan varrella.
Laitteista saadut tiedot tallennettiinälykäs sopimus käyttämällä lohkoketjuteknologiaa. Samalla tavalla välitettiin tietoa rahdin varastoinnista ja kuljetuksesta Petserianmeren Prirazlomnaja-laiturilta. Lohkoketju varmisti erottamattoman yhteyden fyysisen toimituksen ja kaikkien siihen liittyvien prosessien, mukaan lukien asiakirjavirran, välillä.
Surgutneftegaz ja blockchain
Surgutneftegaz yhdessä Venäjän rautateiden ja OMK: n kanssakäynnisti pilottihankkeen blockchainin käytöstä. Teknologiaa käytetään seuraamaan OMK: n osana sijaitsevan Vyksa Steel Worksin lastin - metalliputkien liikettä. Hajautetun rekisterin päätös merkitsee prosessin kaikkia vaiheita, mukaan lukien putkien lähettämisen laitoksesta, niiden kuljetusta, tavaroiden hyväksymistä ja jakelua, viallisten elementtien tunnistamista. Jos avioliitto paljastuu, tavarat lähetetään takaisin.
Sitten kaikki tiedot siirretään pilviin. Heti kun putkisarja on valmis, valmistaja toteaa, että se on valmis kuljetettavaksi. Rautatiet mukaan lukien kuljetusyritys ilmoittaa, että tavarat ovat kuljetuksessa. Toimituksen jälkeen yksityiskohtaiset tiedot prosessista lähetetään pilviin sekä tuotetodistuksiin.
Teknologinen ratkaisu sisältää SAP Leonardon jaSAP Cloud Platform Blockchain, käyttöliittymä - SAP Fiori. Projektin edustajien mukaan blockchainin vaihtoehto on taloudellisesti parempi kuin muut ehdotukset.
Rosneft, Gazprom, Transneft ja drones
Venäjän suurimmat öljy- ja kaasuyhtiötkäyttää Kalashnikovin huolehtimattomia miehittämättömiä ilma-aluksia putkijärjestelmien valvontaan. Ne lanseerasi Rosneft, Gazprom Neft, Gazprom, LUKOIL, Tatneft ja Transneft. Seuranta-maantiede on laaja: Makhachkala, Surgut, Stavropol, Krasnodar, Saratov ja Volgograd sekä toukokuun, Pravdinskin ja Yuganin kentät.
UAV-laitteet on varustettu lämpökamerilla ja järjestelmällänavigointi, joka antaa laitteille mahdollisuuden arvioida putken sijaintia ja lähettää siirron tapauksessa teknikoiden tiimin ongelma-alueelle. Lisäksi ne tunnistavat onnistuneesti putkistoon laitonta sitomista ja vuotoja aiheuttavia putkia. Joka kuukausi Kalashnikov-drones tarkistaa putkilinjoja, joiden pituus on 9,5 - 11,5 tuhatta km.
Esimerkki droneista, jota käytetään putkilinjojen seurantaan
Mainittujen UAV: iden lisäksi Venäjällämiehittämättömät järjestelmät ZALA-T. Asiantuntijoiden mukaan miehittämättömien ilma-alusten käyttö mahdollistaa huoltotöiden kustannusten vähentämisen noin 85%.
Gazprom käyttää miehittämättömiä ajoneuvojamahdollisesti öljyä sisältävien alueiden tutkimuksia. Yhtiö käyttää UAV:ita magneettikenttien ominaisuuksien mittaamiseen tietyissä paikoissa. Jos verrataan perinteisin menetelmin tehtyjen tutkimusten resurssikustannuksia, laitteet vaativat noin kolme-neljä kertaa vähemmän – sekä aikaa että rahaa.
British Petroleum ja esineiden internet
BP käyttää aktiivisesti IoT:tä seurantaankaivojensa olosuhteet. Vuonna 2015 yhtiö liitti verkkoon 650 öljyntuotantokaivoa. Jokaiseen kaivoon on asennettu 30 anturia, jotka mittaavat monia parametreja, mukaan lukien painetta ja lämpötilaa.
Sitten alustat yhdistettiin pilveenGE:n IoT-palvelu Predix, jonka avulla voit analysoida tietoja ja paitsi seurata kaivon ja koko öljyn ja kaasun tuotantoalustan tämänhetkisiä parametreja, vaan myös simuloida tapahtumia lähitulevaisuudessa.
Esineiden internetiä käyttävät aktiivisesti muut.yritykset, myös venäläiset. Ensinnäkin, valvoa lisääntyneen vaaran alueita ja esineitä, hallita henkilökohtaisten suojavarusteiden saatavuutta henkilöstön keskuudessa ja reagoimaan nopeasti onnettomuustapauksissa. Tässä tapauksessa IoT-toiminnot eivät ole kovin erilaiset kuin muilla alueilla - henkilöstön vaatteet ja varusteet on varustettu UWB-ankkureilla, jotka ovat vuorovaikutuksessa järjestelmän kanssa käyttäen LoRa-verkkoa. Tämän seurauksena yritysten hätätilanteiden määrää vähennetään - esimerkiksi ihmisten erityislaitteiden lyöminen estetään, ja laitteet ja materiaalit vahingoittuvat harvemmin.
Saudi Aramco ja ennustava analytiikka
Maailman suurin öljy - yhtiööljyntuotanto ja öljyvarantojen koko Kun kävijät ympäri tontteja, operaattorit saavat tietoa nykyisen sijainnin toiminnoista, mukaan lukien signaalit ongelmista, jotka edellyttävät vastausta nyt tai joudutaan ratkaisemaan lähitulevaisuudessa. Näin ollen operaattoreiden ei tarvitse tutkia kaikkia kaivoja, riittää, että tarkkaillaan vain niitä varoitustietoja, joista levylle menee.
On syytä huomata, että tämä prosessi on mahdollista vain yhdistämällä useita tekniikoita - asioiden Internet, digitaaliset kaksoset, mallinnus ja langattomat verkot.
Shell ja robotit
Shell, yksi maailman energiajohtajistaaloitti robottien käytön alueillaan useita vuosia sitten. Järjestelmää kutsutaan Sensabotiksi; se on kauko-ohjattu robotti, joka pystyy toimimaan ihmisille vaarallisissa paikoissa: esimerkiksi korkeissa lämpötiloissa tai kaasusaasteissa. Sensabot-robotit ratkaisevat ongelmia jopa kuudeksi kuukaudeksi ilman huoltoa.
Operaattorit muodostavat yhteyden robottikameroihinkatso mitä tapahtuu. Kaikki tiedot siirretään nopean langattoman 4G-verkon kautta. Nyt Shell suunnittelee laajentavansa robottien toiminnallisuutta niin, että niitä voidaan käyttää paitsi pelloilla myös tuotantolaitoksissa.
Chevron ja audio / video analytiikka
Chevron käyttää aikaistaöljy- ja kaasuputkien vuotojen havaitseminen. Kehityksen lähtökohtana on akustisten signaalien ja videovirtojen analysointi. Järjestelmä, nimeltään Catalyst Program, sisältää myös sellaisen tärkeän elementin kuin tekoäly, jolla on kyky oppia itse.
Analysoidaan putkilinjasta tulevia tietojaCatalyst Computing Center havaitsee pieniä vuotoja, jotka uhkaavat muuttua suuronnettomuudeksi. Ongelmien varhaisen havaitsemisen ansiosta ne voidaan poistaa paljon nopeammin.
Mitä teollisuus digitalisoi ja robotisoi?
Teknisten ratkaisujen käyttö työssä”digitalisoidut” öljy- ja kaasualan yritykset voivat lisätä merkittävästi tuotannon määrää. Samanaikaisesti lähes kaikenlaisten hätätapausten (vuotojen, päästöjen, työntekijöiden vammat) määrä vähenee. Myös yhtiön toiminnan tehokkuus kasvaa, mikä näkyy lähes kaikkien keskeisten liiketoimintaindikaattorien positiivisesta muutoksesta.
Älykkään teknologian edut
Asiantuntijoiden mukaan laajamittainen toteutusÖljy- ja kaasuteollisuuden nykyaikaiset teknologiat voivat lisätä maailmanlaajuisen öljyn ja kaasun kasvua noin 30 prosenttiin. Uusien tekniikoiden ja menetelmien yhteydessä arvioidaan, että kenttäkehityksen tehokkuuden indikaattoria voidaan kasvattaa 5–7%: lla ja samalla vähentää öljyntuotannon kustannuksia kentältä jopa 25%, energiansäästö mukaan lukien.
Tärkein suuntaus lähivuosina -ihmisen suurin poissulkeminen teknologisista prosesseista. Robotisointi vaikuttaa sekä yksittäisiin yksiköihin että teollisuusalueisiin yleensä. Esimerkiksi mahdollisten öljy- ja kaasualueiden tutkiminen tai kaivojen porausprosessi on mahdollisimman automatisoitu kauko-ohjauksen järjestämisen kanssa. Toinen tärkeä seikka on lisätä koko öljy- ja kaasuteollisuuden vaikutuksia ympäristöön. Ihmisen väliintuloa ja sen vaikutusta luontoon maaperän etsinnässä, öljyn uuttamisessa ja jalostuksessa tulisi minimoida ympäristön tilan operatiivisen valvonnan vuoksi, mikä on mahdotonta ilman kattavia IoT-ratkaisuja.
Nykyaikaiset ratkaisut ovat tehokkaita vain silloin, kunöljy-yhtiöiden teknisten, mutta myös liiketoimintaprosessien merkittävä uudistaminen. Suurin vaikutus voidaan saavuttaa muuttamalla koko öljy- ja kaasuteollisuutta lainsäädännön ja sääntelykehyksen mukautusten perusteella, uusien standardien käyttöönotolla IoT-ratkaisujen käyttöön ja teknologisten prosessien hallintaan. Vaihtoehto, kun jokainen öljy-yhtiö käy läpi oman kokeilunsa ja virheensä yksittäisten liiketoimintaprosessien osittaisella digitalisoinnilla, on pitkä ja taloudellisesti tehoton. Digitalisaatio tarjoaa mahdollisuuden yhdistää öljyn ja kaasun talteenoton ja jalostuksen nykyaikaisen teknologian parhaat käytännöt, yhdistää yritysten ponnistelut uusien teknologioiden toteuttamiseksi, valmistaa pätevää henkilöstöä ja lisätä Venäjän yritysten kilpailuetuja maailmanmarkkinoilla.