שמן ללא אדם: כיצד רובוטים ואינטרנט של דברים שינו את ייצור הנפט

תהליכי הפקת נפט וגז וטכנולוגיות מתפתחים כל הזמן, וכך גם התהליכים הקשורים לכך

אזורי ייצור.יש להפיק יותר ויותר כדי לענות על הביקוש התעשייתי, לא רק כדי לייצר בנזין או סולר, אלא גם כדי ליצור את החומרים הסינתטיים שהאדם המודרני צריך. ארבעה מתוך חמישה חפצים סביבנו מורכבים חלקית או מלאה מפלסטיק המתקבל ממפעלים פטרוכימיים.

מקור: habr.com

כל סוג של פלסטיק - בדים סינתטיים,קופסא פלסטיק, חומרי אריזה, צינורות מים, מעטה של ​​מכשירים אלקטרוניים, ציוד רפואי, ועוד - הם המוצרים של פטרוכימי. ביקוש למוצרים המפורטים גדל בהתמדה, ואיתו דרישה גוברת הכרכים של נפט וגז.

המגבלה העיקרית של תהליך אספקת המשאבים היאהשוק הוא הטרף המיידי שלהם. על מנת שהשדה יעניק תשואה מקסימלית על המשאבים, יש צורך בשיטות חדישות והיי-טק להפקת נפט וגז. הטכנולוגיות מאפשרות להגדיל את מקדם שחזור הנפט מ-30% ל-70% טיפוסי ולהגדיל את קצב הזרימה של בארות חדשות ל-100-150 טון ליום, תוך הגדלת שחזור הנפט בהתאם לצרכי השוק.

כל התחומים מתחדשים ומשופרים.נפט וגז: חקר ופיתוח של פיקדונות, כרייה וזיקוק. תחומים מושפעים וקשורים, לרבות בטיחות תעשייתית, תיקונים ותחזוקת ציוד, לוגיסטיקה והובלה של מוצרי נפט.

המגמות האחרונות הבולטות ביותר הן שילוב הטכנולוגיות הבאות בתהליכי ייצור הנפט:

  • האינטרנט של דברים - איסוף נתונים חיישנים בזמן אמת עבור התאמה אוטומטית של תהליכים טכנולוגיים.
  • מקסימום רובוטיזציה של תהליכים והדרה של הגורם האנושי.
  • מציאות וירטואלית ומורכבת, 3D בעת ביצוע תחזוקת הציוד.
  • הדפסה תלת מימדית של פריטי ציוד הדרושים על המגרש.
  • בינה מלאכותית ולמידה מכונה לקבלת החלטות מהר יותר במצבי חירום בייצור.
  • שיפור מכשירי מדידה ורישום (סוג של בדיקת באר - "היי-טק") במהלך תהליך הקידוח.
  • מודלים של המאגר, תהליך קידוח ותכנון של שבירה הידראולית רב שלבית על בסיס נתונים גדולים.
  • מעבר למתקני קידוח מודולריים עםאוטומציה מקסימלית בטיחות מוגברת, רעש נמוך ונוחות עבור הצוות. זמן הנסיעה של מתקן כזה מצטמצם מחודש וחצי ועד חודשיים עד שבוע.
  • ניתוח וידאו וראייה טכנית לשיפור יעילות העבודה.
  • אינטראקציה של חברות נפט, חילופי מידע עם צדדים נגדיים באמצעות טכנולוגיית blockchain.

נוכחות בארגון בתיק של מספר גדול יותרהטכנולוגיה נותנת יתרון תחרותי משמעותי. חברות יש את ההזדמנות כדי להפחית את עלות העבודה להציע שירותים במחירים נמוכים יותר, ובכך להגדיל את הסיכויים להגיע לחוזה.

האם זו רק תיאוריה?

לא, כל השחקנים הגדולים בתעשייה כבר משתמשיםאחת או אחרת מהטכנולוגיות המפורטות לעיל. המעניין הוא שמוצרים חדשים מוצגים לא רק ברמת פתרונות ה-IT. כל מגזר הפקת הנפט עובר מודרניזציה.

  • דוגמה בולטת היא המעבר לבטכנולוגיית שבר. השיטה היא ליצור מלאכותיסדקים כך שגז או נפט, כמו גם מוצרים המכילים נפט, עוברים דרכם מהר יותר לתחתית הבאר. כתוצאה מכך, מקדם שחזור השמן עולה באופן משמעותי. בעבר, הטכנולוגיה לא הייתה בשימוש בשל עלותה הגבוהה, אך כיום משתמשים בה לעתים קרובות יותר ויותר הן בתחומים מפותחים וחדשים.
  • התקנות המשמשות לקידוח הופכות למודולריות- מורכב כמו לבני לגו,יתר על כן, עבור משימות ספציפיות, אתה יכול ליצור פתרונות ספציפיים פשוט על ידי הוספה או הסרה של אלמנט מסוים. מודולריות מגבירה את היעילות תוך הפחתת עלויות כלכליות במהלך ההתקנה, כמו גם בעת העברת ציוד ממקום למקום. פעולתו הנכונה של ציוד אסדות הקידוח מפוקחת באמצעות טכנולוגיית LoRa, שהפכה לפופולרית במיוחד בחמש השנים האחרונות.
  • טכנולוגיות הדפסה תלת-ממד מתבצעות., המאפשר ייצור חלקי חילוף,חלקים ליחידות באתרים מרוחקים במינימום זמן, מבלי להזדקק למשלוח יקר. כמובן שלחברות מקומיות יש בדרך כלל רזרבות מסוימות של חלקי חילוף לציוד, אבל לפעמים פריטים שאינם במילואים נכשלים, ויש לעצור את כל המתחם בזמן ההמתנה להגעת חלקי החילוף. האספקה ​​אורכת זמן, תהליך הייצור נקטע והחברה סובלת מהפסדים. אם ניתן לייצר חלק באתר, זמן ההשבתה נשמר למינימום. תוכנית הפעולה הזו נבדקת רק בתור "טייסים", אבל היא כבר נמצאת בשימוש בתחומים אחרים, כולל אסטרונאוטיקה.

  • הפקדה דיגיטלית מכפילההופכים מבוקשים יותר ויותר.כדי ליצור "תאום" כזה, פותח מודל מתמטי של הבאר, הציוד והלוגיסטיקה. מנותח המצב הכללי ולאחריו נוצר מודל כלכלי שמראה אילו שיטות הפעלה יעילות לתחום מסוים ואילו לא. עדכון נתונים בתאומים דיגיטליים היא אחת המשימות החשובות ביותר שניתן לפתור באמצעות טכנולוגיות האינטרנט של הדברים.
  • משמש באופן פעיל לניתוח נתוניםלמידה מכונה. זה מאפשר לך להעריך את הפוטנציאל של חדששדות - המערכת תחזה את הזמינות של מאגרי נפט וגז ברמת דיוק גבוהה, תוך חישוב נפחים משוערים. כתוצאה מכך, ניתן לצמצם את עבודתם של מומחי ניתוח נתונים בשטח משישה חודשים למספר שעות בלבד. עד כה יש מעט פיתוחים כאלה וכולם מבחנים.
  • ניתוח חזויכאשר משתמשים בלימוד מכונה עוזרלחזות מצבי פעולה של ציוד. ציוד (לדוגמה, שנאים, משאבות, מנועים חשמליים ושסתומי כיבוי) מצוידים בחיישנים האוספים כל הזמן נתונים ומשדרים אותם למערכת מרכזית לעיבוד. לאחר הניתוח, המערכת עשויה לקבוע שהמנוע ייכשל תוך 20 שעות ברמות הרעש, העומס והרעידות הנוכחיות, ולכן יש לנקוט בפעולה להפחתת העומס ולתזמון תחזוקה. בעוד שבעבר צוותי תיקון נשלחו לאתר כדי לפתור השבתת ייצור או תאונה שנגרמה כתוצאה מכשל במנוע חשמלי, כעת טכנאים יכולים לחזות בעיות ולמזער סיכונים.

תרחיש שימוש פופולרי ברוסיההאינטרנט של דברים - ניטור של יחידות קירור אוויר המשמשים זיקוק נפט. המידע שנאסף על ידי החיישנים מנותח ומשמש בניתוח אנליטי כדי למנוע תקלות במערכות קירור.

המשימה של דיגיטליזציה מלאה של חברת נפטמורכבת מאוד, שכן יש צורך בארגון תהליכים לאיסוף וחילופי מידע של נתונים אמינים ועקביים בין חטיבות כרייה, עיבוד ושיווק, ורצוי בזמן אמת. ומדובר באלפי מחלקות ובמאות אלפי עובדים. יצירת מודל מידע לאינטראקציה בין מחלקות עולה סכומי כסף משמעותיים, ולכן יישום פרויקט שטח דיגיטלי לחלוטין הוא לפעמים יקר גם עבור שחקנים גדולים. לפי הסטטיסטיקה, רמת עלויות ה-IT בחברות הנפט יכולה להגיע ל-1.5–3% מהרווחים, אבל גם יכולות פיננסיות משמעותיות כל כך לא מבטיחות דיגיטליזציה מהירה ומוצלחת.

עם זאת, יש הרבה מקרים מעניינים כי חברות הנפט הודיעו כמו מוצלח בשוק.

גאזפרום נפט, RFID ובלוקשיין

בשנה שעברה השתתף גזפרום נפטפרויקט פיילוט להכנסת הבלוקצ'יין ואינטרנט של דברים לוגיסטיקה. תגי RFID וחיישן מיקום לוויין הותקנו על השסתומים שנרכשו. תגי רדיו רשמה את תנועת השסתומים בזמן המשלוח בווליקי נובגורוד לבסיס האחסון במורמנסק. המפעילים קיבלו נתונים כגון מהירות תנועת המטען, מספר ומשך התחנות לאורך הדרך.

הנתונים שהתקבלו מהמכשירים תועדוחוזה חכם באמצעות טכנולוגיות בלוקצ'יין. באופן דומה, הועבר מידע על פעולות אחסון והובלה של מטענים מרציף Prirazlomnaya בים פצ'ורה. Blockchain הבטיח חיבור בלתי נפרד בין מסירה פיזית לכל התהליכים הנלווים, כולל זרימת מסמכים.

Surgutneftegaz ו blockchain

Surgutneftegaz יחד עם רכבת רוסית OMKהשיקה פרויקט טייס על השימוש blockchain. הטכנולוגיה משמשת כדי לפקח על התנועה של מטען - צינורות מתכת של עבודות פלדה Vyksa כי הוא חלק OMK. החלטת המרשם המחולק מסמנת את כל שלבי התהליך, כולל משלוח צינורות מהצמח, הובלתם, קבלת טובין והפצה, זיהוי רכיבים פגומים. אם הנישואין מתגלה, הסחורה נשלחת בחזרה.

לאחר מכן כל הנתונים מועברים לענן. ברגע אצווה של צינורות מוכן, היצרן מציין את נכונותו למשלוח. הרכבת הרכבות רכבת, חברת התחבורה מאותת כי הסחורה נמצאים במעבר. לאחר מסירה, מידע מפורט על התהליך נשלח לענן, כמו גם אישורי מוצר.

הפתרון הטכנולוגי כולל את SAP לאונרדוSAP Cloud Platform Blockchain, ממשק משתמש - SAP Fiori. לדברי נציגי הפרויקט, את האפשרות על blockchain הוא מעולה מבחינה כלכלית על הצעות אחרות.

Rosneft, גזפרום, Transneft ו מזל"ט

רוסיה הגדולה של נפט וגז חברותלהשתמש במטוסים בלתי מאוישים המיוצרים על ידי הדאגה קלצ'ניקוב למעקב אחר מערכות צינור. הם הושקו על ידי רוזנפט, גזפרום נפט, גזפרום, לוקויל, טטנפט וטרנספט. ניטור גיאוגרפיה נרחב: Machachkala, Surgut, Stavropol, Krasnodar, Saratov ו Volgograd, כמו גם את מאי, Pravinsk ו Yugan שדות.

מל"טים מצוידים בדמיות תרמיות ובמערכתניווט, המאפשר התקנים להעריך את המיקום של הצינור במקרה של עקירה לשלוח צוות של טכנאים לאזור הבעיה. בנוסף, הם מזהים בהצלחה חיבורים בלתי חוקיים לצינור ופוגעים בצינורות הגורמים לדליפות. מדי חודש, מטוסים קלצ'ניקוב לבדוק צינורות עם אורך של 9.5 אלף ל 11.5 אלף ק"מ.

דוגמה של זמזום המשמש לניטור צינורות

בנוסף המל"טים המוזכרים ברוסיה חליםמערכות לא מאוישות ZALA-T. לדברי מומחים, השימוש של כלי טיס בלתי מאוישים מאפשר להפחית את העלות של ביצוע עבודות תחזוקה של כ 85%.

גזפרום משתמשת בכלי רכב בלתי מאוישים עבורסקרים של אזורים פוטנציאליים נושאי נפט. החברה משתמשת במל"טים כדי למדוד את המאפיינים של שדות מגנטיים במקומות מסוימים. אם נשווה את עלויות המשאבים עבור מחקרים כאלה המבוצעים בשיטות מסורתיות, המכשירים דורשים בערך פי שלושה עד פי ארבעה פחות - זמן וכסף.

בריטיש פטרוליום ואינטרנט של דברים

BP משתמשת באופן פעיל ב-IoT לניטורתנאי הבארות שלהם. עוד ב-2015, החברה חיברה 650 בארות הפקת נפט לרשת. בכל באר מותקנים 30 חיישנים המודדים פרמטרים רבים, כולל לחץ וטמפרטורה.

לאחר מכן התחברו הפלטפורמות לענןשירות IoT Predix מבית GE, המאפשר לנתח מידע ולא רק לנטר את הפרמטרים הנוכחיים של הבאר ושל הפלטפורמה להפקת הנפט והגז בכללותה, אלא גם לדמות אירועים בעתיד הקרוב.

האינטרנט של דברים משמש באופן פעיל על ידי אחרים.חברות, כולל רוסית. קודם כל, כדי לפקח על שטחים וחפצים של סכנה מוגברת, לשלוט על הזמינות של ציוד מגן אישי בין כוח אדם תגובה מהירה במקרה של תאונות. במקרה זה, פונקציונליות ה- IoT אינה שונה בהרבה מפתרונות דומים בכל תחום אחר - בגדי אדם וציוד מצוידים בעוגני UWB הפועלים עם המערכת באמצעות רשת LoRa. כתוצאה מכך, מספר חירום במקורות מופחת - למשל, פגיעה של ציוד מיוחד על אנשים נמנע, ציוד וחומרים נפגעו פחות.

ארמקו וסעודי אנליטי חזוי

חברת הנפט הגדולה בעולם במונחים שלייצור נפט וגודל עתודות הנפט סעודיה ארמקו השיקה פרויקט ליישום פתרונות טכנולוגיים בתהליך ייצור הנפט והגז. כאשר מסתובבים המגרשים, מפעילי לקבל מידע על פעולות במיקום הנוכחי, כולל אותות על בעיות הדורשות תגובה עכשיו או דורשים פתרון בעתיד הקרוב. לפיכך, המפעילים לא צריך לבחון את כל הבארות, זה מספיק כדי לפקח רק מידע אזהרה על מה הולך צלחת.

ראוי לציין כי תהליך זה אפשרי רק על ידי שילוב של מספר טכנולוגיות - האינטרנט של דברים, תאומים דיגיטליים, דוגמנות, ורשתות אלחוטיות.

מעטפת ורובוטים

Shell, אחד ממובילי האנרגיה בעולםהמגזר, החלה לפני מספר שנים להשתמש ברובוטים בתחומיה. המערכת נקראת Sensabot, זהו רובוט הנשלט מרחוק שיכול לפעול במקומות מסוכנים לאדם: למשל בטמפרטורות גבוהות או זיהום גז. רובוטים של Sensabot פותרים בעיות עד שישה חודשים ללא צורך בשירות.

מפעילים מתחברים למצלמות רובוט ללראות מה קורה. כל הנתונים מועברים ברשת אלחוטית 4G במהירות גבוהה. כעת Shell מתכננת להרחיב את הפונקציונליות של רובוטים כך שניתן יהיה להשתמש בהם לא רק בשדות, אלא גם במתקני ייצור.

שברון וניתוחי אודיו ווידאו

שברון משתמש מוקדםאיתור דליפות מצינורות נפט וגז. הבסיס של הפיתוח הוא ניתוח של אותות אקוסטיים וזרמי וידאו. המערכת, הנקראת Catalyst Program, כוללת גם אלמנט כה חשוב כמו בינה מלאכותית עם יכולת למידה עצמית.

ניתוח המידע המתקבל מהצינורCatalyst Computing Center מזהה דליפות קטנות המאיימות להפוך לתאונה גדולה. הודות לגילוי מוקדם של בעיות, הם יכולים להיות הרבה יותר מהר.

מה עושה את הדיגיטליזציה בתעשייה רובוטיזציה?

השימוש בפתרונות טכנולוגיים בעבודהמאפשר "דיגיטציה" חברות מגזר הנפט והגז כדי להגדיל באופן משמעותי את שיעורי הייצור. יחד עם זאת, מספר כמעט כל סוגי תקריות חירום (דליפות, פליטות, פציעות עובדים) מצטמצם. יעילות הפעילות התפעולית של החברה גדלה אף היא, מהשינוי החיובי כמעט בכל האינדיקטורים העסקיים המרכזיים.

היתרונות של טכנולוגיה חכמה

לדברי מומחים, יישום בקנה מידה גדולטכנולוגיות מודרניות בתעשיית הנפט והגז יכולות להגדיל את העלייה בשמן ובגז העולמי עד לכ -30%. ההערכה היא כי כאשר עובדים עם טכנולוגיות חדשות ושיטות, אתה יכול להגדיל את המחוון יעילות פיתוח השדה על ידי 5-7%, ובמקביל להפחית את עלות החילוץ הנפט מהשדה על ידי עד 25%, כולל חיסכון באנרגיה.

המגמה העיקרית בשנים הקרובות -הרחקה מירבית של האדם מתהליכים טכנולוגיים. הרובוטזציה תשפיע על היחידות הפרטיות ועל האתרים התעשייתיים בכלל. לדוגמה, המחקר של אזורי נפט וגז פוטנציאליים או תהליך קידוחי בארות יהיה אוטומטי ככל האפשר עם ארגון של שלט רחוק. נקודה חשובה נוספת היא להגדיל את השליטה על ההשפעה של כל תעשיית הנפט והגז על הסביבה. יש למזער את ההתערבות האנושית ואת השפעתה על הטבע בחקר השדות, החילוץ והזיקוק של הנפט, בשל הבקרה התפעולית על המצב הסביבתי, דבר שאינו אפשרי מבלי ליישם פתרונות מקיפים של IoT.

פתרונות מודרניים יהיו יעילים רק כאשרהמודרניזציה של לא רק טכנולוגית, אלא גם תהליכים עסקיים של חברות הנפט. ההשפעה המרבית ניתנת על ידי הפיכת כל תעשיית הנפט והגז על בסיס התאמות למסגרת החקיקתית והרגולטורית, הכנסת תקנים חדשים לשימוש בפתרונות IoT ובקרה על תהליכים טכנולוגיים. האופציה כאשר כל חברת נפט תעבור את הניסוי שלה ואת השגיאה שלה עם דיגיטליות חלקית של תהליכים עסקיים בודדים היא ארוכה וחסכונית מבחינה כלכלית. דיגיטציה תספק הזדמנות לאחד את שיטות העבודה המומלצות על טכנולוגיות מודרניות עבור מיצוי ועיבוד של נפט וגז, לשלב את המאמצים של חברות ליישם טכנולוגיות חדשות, להכין צוות מוסמך ולהגדיל את היתרונות התחרותיים של חברות רוסיות בשוק העולמי.