النفط بدون شخص: كيف تغيرت الروبوتات وإنترنت الأشياء إنتاج النفط

عمليات وتقنيات إنتاج النفط والغاز تتطور باستمرار وتتطور وتتصل بها

مناطق الإنتاج. مطلوب استخراج المزيد والمزيد لتلبية الطلب الصناعي ، ليس فقط لإنتاج البنزين أو وقود الديزل ، ولكن أيضًا من أجل إنتاج مواد تركيبية ضرورية للإنسان الحديث. أربعة من الأشياء الخمسة من حولنا تتكون جزئياً أو كلياً من البلاستيك الذي يتم الحصول عليه في مصانع البتروكيماويات.

المصدر: habr.com

أي نوع من البلاستيك - الأقمشة الاصطناعية ،النوافذ البلاستيكية ومواد التعبئة والتغليف وأنابيب المياه وحالات الأجهزة الإلكترونية والمعدات الطبية وغيرها الكثير من المنتجات البتروكيماوية. يتزايد الطلب على هذه المنتجات باستمرار ، ومعها يزداد الطلب على كميات إنتاج النفط والغاز.

القيد الرئيسي لعملية امدادات الموارد هوالسوق هو إنتاجها الفوري. من أجل إعطاء الحقل أقصى عائد للموارد ، من الضروري وجود طرق حديثة وعالية التقنية لاستخراج النفط والغاز. تسمح التقنيات برفع معدل استرداد النفط من 30٪ إلى 70٪ وزيادة ديون الآبار الجديدة إلى 100-150 طن يوميًا ، مما يزيد من استرداد النفط وفقًا لاحتياجات السوق.

يتم تحديث وتحسين جميع المجالات.صناعة النفط والغاز: استكشاف وتطوير الرواسب والتعدين والتكرير. المناطق المتأثرة والمجالات ذات الصلة ، بما في ذلك السلامة الصناعية ، وإصلاح وصيانة المعدات ، والخدمات اللوجستية ونقل المنتجات البترولية.

أبرز الاتجاهات الحديثة هي دمج التقنيات التالية في عمليات إنتاج النفط:

  • Internet of Things - جمع البيانات من أجهزة الاستشعار في الوقت الحقيقي من أجل الضبط التلقائي للعمليات التكنولوجية.
  • أقصى روبوت للعمليات واستبعاد العامل البشري.
  • الواقع الافتراضي وزيادة ، 3D عند إجراء صيانة المعدات.
  • طباعة ثلاثية الأبعاد لعناصر المعدات اللازمة في الحقل.
  • الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لاتخاذ القرارات بشكل أسرع في حالات الطوارئ في الإنتاج.
  • تحسين أدوات القياس وقطع الأشجار (نوع من مسح البئر - "التكنولوجيا الفائقة") أثناء عملية الحفر.
  • نمذجة الخزان وعملية الحفر والتخطيط للتكسير الهيدروليكي متعدد المراحل بناءً على البيانات الضخمة.
  • الانتقال إلى وحدات الحفر معأقصى قدر من التشغيل الآلي وزيادة السلامة ، وانخفاض الضوضاء والراحة للموظفين. يتم تقليل وقت السفر لمثل هذا التثبيت من شهر ونصف إلى شهرين إلى أسبوع واحد.
  • تحليلات الفيديو والرؤية الفنية لتحسين كفاءة العمل.
  • التفاعل بين شركات النفط ، وتبادل المعلومات مع الأطراف المقابلة باستخدام تكنولوجيا blockchain.

التواجد في المؤسسة في محفظة ذات عدد أكبرالتكنولوجيا يعطي ميزة تنافسية كبيرة. الشركات لديها الفرصة لخفض تكلفة العمل وتقديم الخدمات بأسعار أقل ، وبالتالي زيادة فرص الحصول على العقد.

هل هذه مجرد نظرية؟

لا ، كل اللاعبين الرئيسيين في الصناعة يستخدمون بالفعلهذه أو غيرها من التقنيات المذكورة أعلاه. ومن المثير للاهتمام ، يتم تقديم منتجات جديدة ليس فقط على مستوى حلول تكنولوجيا المعلومات. يجري تحديث قطاع إنتاج النفط بأكمله.

  • مثال صارخ هو الانتقال إلى تكنولوجيا التكسير. الطريقة هي خلق اصطناعيةالشقوق ، بحيث ينتقل الغاز أو الزيت ، وكذلك المنتجات التي تحتوي على الزيت ، بشكل أسرع إلى قاع البئر. نتيجة لذلك ، يزيد معامل استرداد النفط بشكل كبير. في السابق ، لم يتم استخدام التكنولوجيا بسبب التكلفة العالية ، ولكن الآن يتم استخدامها أكثر وأكثر في كل من الحقول المطورة والجديدة.
  • المنشآت المستخدمة للحفر تصبح وحدات - يتم تجميعها كمكعبات من مُنشئ LEGO ، ولمهام محددة ، يمكنك إنشاء حلول محددة ببساطة عن طريق إضافة أو إزالة عنصر معين. تزيد الوحدات من الكفاءة ، مع تقليل التكاليف الاقتصادية للتركيب ، وكذلك عند نقل المعدات من مكان إلى آخر. تتم مراقبة صحة معدات منصات الحفر باستخدام تقنية LoRa ، فقد أصبحت شائعة بشكل خاص على مدار السنوات الخمس الماضية.
  • تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد قيد الإعداد.الذي يسمح لتصنيع قطع الغيارأجزاء للوحدات في المواقع البعيدة مع الحد الأدنى من الوقت ، دون اللجوء إلى التسليم مكلفة. بطبيعة الحال ، عادة ما يكون لدى الشركات المحلية احتياطيات معينة من قطع الغيار للمعدات ، ولكن في بعض الأحيان تفشل العناصر غير الاحتياطية ، وعليك إيقاف عمل المجمع بأكمله ، في انتظار قطع الغيار. التسليم يستغرق بعض الوقت ، تتم مقاطعة عملية الإنتاج ، وتعاني الشركة من خسائر. إذا كان يمكن صنع العنصر في الموقع ، فإن وقت التوقف عن العمل إلى أدنى حد ممكن. لا يتم اختبار مخطط العمل هذا إلا على أنه "طيارون" ، لكن يتم استخدامه بالفعل في مجالات أخرى ، بما في ذلك برنامج الفضاء.

  • الودائع الرقمية الزوجي أصبحت شعبية متزايدة. لإنشاء مثل هذا "التوأم" ، يتم تطوير نموذج رياضي للبئر ، والمعدات والأنظمة اللوجستية. يتم تحليل الوضع العام ، وبعده يتم إنشاء نموذج اقتصادي يوضح أساليب العمل الفعالة في مجال معين وأيها غير فعالة. يعد تحديث البيانات في التوائم الرقمية أحد أهم المهام التي يتم حلها بواسطة تقنية Internet of Things.
  • لتحليل البيانات يستخدم بنشاط تعلم الآلة. انها تسمح لك لتقييم إمكانات جديدةالرواسب - سيتوقع نظام بدرجة عالية من الدقة وجود احتياطيات النفط والغاز ، مع حساب الكميات التقريبية. نتيجة لذلك ، يمكن تقليل عمل الخبراء في تحليل البيانات في الميدان من ستة أشهر إلى عدة ساعات. حتى الآن هناك القليل من هذه التطورات وكلها اختبار.
  • التحليلات التنبؤيةحيث يستخدم التعلم الآلي يساعدتوقع أوضاع تشغيل المعدات. يتم تثبيت أجهزة الاستشعار على المعدات (على سبيل المثال ، المحولات والمضخات والمحركات الكهربائية والصمامات) التي تقوم باستمرار بجمع البيانات ونقلها إلى النظام المركزي للمعالجة. بعد التحليل ، يمكن للنظام تحديد أن المحرك عند المستوى الحالي للضوضاء والحمل والاهتزاز سيفشل بعد 20 ساعة ، لذلك من الضروري اتخاذ تدابير وتقليل الحمل وتخطيط الصيانة. إذا تم إرسال أطقم إصلاح سابقة إلى الموقع للتخلص من انقطاع الإنتاج أو وقوع حادث بسبب فشل محرك كهربائي ، فيمكن للفنيين الآن التنبؤ بحدوث مشكلات وتقليل المخاطر.

سيناريو الاستخدام الشائع في روسياإنترنت الأشياء - مراقبة وحدات تبريد الهواء المستخدمة في تكرير النفط. يتم تحليل المعلومات التي جمعتها أجهزة الاستشعار واستخدامها في التحليلات التنبؤية لمنع انهيار أنظمة التبريد.

مهمة الرقمنة الكاملة لشركة النفطهذا صعب للغاية ، لأنه من الضروري تنظيم عمليات جمع وتبادل المعلومات الموثوقة والمتسقة بين أقسام التعدين والتجهيز والتسويق ، ويفضل أن يكون ذلك في الوقت الفعلي. وأن الآلاف من الوحدات ومئات الآلاف من الموظفين. يتطلب إنشاء نموذج معلومات عن تفاعل الوحدات قدرًا كبيرًا من التكلفة ، لذلك قد يكون تنفيذ مشروع الحقل الرقمي مكلفًا بشكل كبير في بعض الأحيان ، حتى بالنسبة للاعبين الكبار. وفقًا للإحصاءات ، يمكن أن تصل تكلفة تكنولوجيا المعلومات في شركات النفط إلى 1.5 إلى 3٪ من الأرباح ، ولكن حتى هذه الفرص المالية الكبيرة لا تضمن رقمنة سريعة وناجحة.

ومع ذلك ، هناك الكثير من الحالات المثيرة للاهتمام التي أعلنت شركات النفط أنها ناجحة في السوق.

غازبروم Neft ، RFID و Blockchain

في العام الماضي ، شاركت شركة غازبروم نيفتمشروع رائد لإدخال blockchain والإنترنت من الأشياء في مجال الخدمات اللوجستية. تم تثبيت علامات RFID ومستشعر تحديد موقع القمر الصناعي على الصمامات المشتراة. سجلت علامات الراديو حركة الصمامات من وقت الشحن في فيليكي نوفغورود إلى قاعدة التخزين في مورمانسك. تلقى المشغلون بيانات مثل سرعة حركة البضائع وعدد ومدة التوقفات على طول الطريق.

البيانات الواردة من الجهاز المسجلعقد الذكية باستخدام تقنيات blockchain. تم نقل المعلومات المتعلقة بعمليات المستودعات والنقل الخاصة بمنصة Prirazlomnaya في بحر Pechora بطريقة مماثلة. وفرت blockchain رابطًا لا ينفصم بين التسليم الفعلي وجميع العمليات المصاحبة ، بما في ذلك سير العمل.

Surgutneftegaz و blockchain

Surgutneftegaz جنبا إلى جنب مع السكك الحديدية الروسية و OMKأطلقت مشروع رائد على استخدام blockchain. يتم استخدام هذه التقنية لمراقبة حركة أنابيب الشحن المعدنية من Vyksa Steel Works التي تعد جزءًا من OMK. يمثل قرار السجل الموزع جميع مراحل العملية ، بما في ذلك شحن الأنابيب من المصنع ونقلها وقبول البضائع والتوزيع وتحديد العناصر التالفة. إذا تم الكشف عن الزواج ، يتم إعادة البضائع.

ثم يتم نقل جميع البيانات إلى السحابة. بمجرد أن يصبح طرف الأنابيب جاهزًا ، تلاحظ الشركة المصنعة استعدادها للشحن. إشراك القطارات ، تشير شركة النقل إلى أن البضائع في طريقها إلى العبور. بعد التسليم ، يتم إرسال معلومات مفصلة حول العملية إلى السحابة ، وكذلك شهادات المنتج.

يتضمن الحل التكنولوجي SAP Leonardo وSAP Cloud Platform Blockchain ، واجهة المستخدم - SAP Fiori. وفقا لممثلي المشروع ، فإن الخيار على blockchain متفوقة اقتصاديا على المقترحات الأخرى.

Rosneft ، Gazprom ، Transneft وطائرات بدون طيار

أكبر شركات النفط والغاز في روسيااستخدام الطائرات بدون طيار المصنعة من قبل قلق كلاشينكوف لرصد أنظمة خطوط الأنابيب. تم إطلاقها بواسطة Rosneft و Gazprom Neft و Gazprom و LUKOIL و Tatneft و Transneft. جغرافيا المراقبة واسعة النطاق: حقول ماخاتشكالا ، سورجوت ، ستافروبول ، كراسنودار ، ساراتوف وفولغوغراد ، وكذلك حقول مايو وبرافدينسك ويوغان.

تم تجهيز الطائرات بدون طيار مع التصوير الحراري ونظامالملاحة ، والذي يسمح للأجهزة بتقدير موقع الأنبوب ، وفي حالة النزوح ، أرسل فريقًا من الفنيين إلى منطقة المشكلة. بالإضافة إلى ذلك ، نجحوا في تحديد الروابط غير القانونية في خط الأنابيب والأضرار التي لحقت الأنابيب التي تسبب تسرب. كل شهر ، تقوم طائرات كلاشنيكوف بفحص خطوط الأنابيب بطول 9.5 ألف إلى 11.5 ألف كم.

مثال على طائرة بدون طيار تُستخدم لمراقبة خطوط الأنابيب

بالإضافة إلى الطائرات بدون طيار المذكورة في روسيا تنطبقأنظمة غير مأهولة ZALA-T. وفقًا للخبراء ، فإن استخدام المركبات الجوية غير المأهولة يجعل من الممكن تقليل تكلفة تنفيذ أعمال الصيانة بنسبة 85٪ تقريبًا.

تستخدم غازبروم مركبات بدون طيار لمسوحات مواقع النفط المحتملة. تستخدم الشركة طائرة بدون طيار لقياس خصائص المجال المغناطيسي لمواقع معينة. إذا قارنا تكاليف الموارد لهذه الدراسات التي يتم إجراؤها بالطرق التقليدية ، فإن الأجهزة تتطلب حوالي ثلاث إلى أربع مرات أقل - والوقت والمال.

شركة البترول البريطانية وإنترنت الأشياء

BP يستخدم بنشاط إنترنت الأشياء لرصدحالات آبارهم. في عام 2015 ، قامت الشركة بتوصيل 650 بئر نفطية بالشبكة. يحتوي كل بئر على 30 جهاز استشعار تقيس العديد من المعلمات ، بما في ذلك الضغط ودرجة الحرارة.

ثم تم توصيل المنصات إلى السحابة.خدمة Predix IoT من GE ، والتي تتيح لك إجراء تحليل المعلومات وليس فقط مراقبة المعلمات الحالية للبئر ومنصة إنتاج النفط والغاز ككل ، ولكن أيضًا محاكاة الأحداث في المستقبل القريب.

يستخدم إنترنت الأشياء بنشاط من قبل الآخرين.الشركات ، بما في ذلك الروسية. بادئ ذي بدء ، لمراقبة المناطق والأشياء ذات الخطر المتزايد ، والسيطرة على توافر معدات الحماية الشخصية بين الأفراد والاستجابة السريعة في حالة وقوع حوادث. في هذه الحالة ، لا تختلف وظيفة إنترنت الأشياء عن الحلول المماثلة في أي مجال آخر - تم تجهيز ملابس الأفراد والمعدات بروابط UWB التي تتفاعل مع النظام باستخدام شبكة LoRa. ونتيجة لذلك ، يتم تقليل عدد حالات الطوارئ في المؤسسات - على سبيل المثال ، منع ضرب المعدات الخاصة على الأشخاص ، وتضرر المعدات والمواد في كثير من الأحيان.

أرامكو السعودية والتحليلات التنبؤية

أكبر شركة نفط في العالم من حيثإنتاج النفط وحجم احتياطيات النفط أطلقت أرامكو السعودية مشروعًا لتنفيذ الحلول التكنولوجية في عملية إنتاج النفط والغاز. عند التجول حول المخططات ، يتلقى المشغلون معلومات حول الإجراءات في الموقع الحالي ، بما في ذلك إشارات حول المشكلات التي تتطلب استجابة الآن أو ستحتاج إلى حل في المستقبل القريب. وبالتالي ، لا يحتاج المشغلون إلى فحص جميع الآبار ، يكفي رصد معلومات التحذير هذه فقط التي تذهب إلى اللوحة.

تجدر الإشارة إلى أن هذه العملية ممكنة فقط من خلال الجمع بين عدد من التقنيات - إنترنت الأشياء والتوائم الرقمية والنمذجة والشبكات اللاسلكية.

شل والروبوتات

شل ، واحدة من الطاقة الرائدة في العالمالقطاع ، قبل بضع سنوات بدأ استخدام الروبوتات في مجالاتهم. يُطلق على النظام Sensabot ، وهو عبارة عن روبوتات يتم التحكم فيها عن بُعد وقادرة على العمل في مواقع تشكل خطراً على الإنسان: على سبيل المثال ، في درجات الحرارة العالية أو تلوث الغاز. روبوتات Sensabot تحل المشكلات التي تصل إلى ستة أشهر دون الحاجة إلى الصيانة.

المشغلين الاتصال بكاميرات الروبوت لنرى ما يحدث. يتم نقل جميع البيانات عبر شبكة لاسلكية عالية السرعة 4G. تخطط شل الآن لتوسيع وظائف الروبوتات بحيث يمكن استخدامها ليس فقط في الحقول ، ولكن أيضًا في منشآت الإنتاج.

شيفرون وتحليلات الصوت / الفيديو

تستخدم شيفرون نظام إنذار مبكر.الكشف عن التسريبات من خطوط أنابيب النفط وخطوط أنابيب الغاز. أساس التطوير هو تحليل الإشارات الصوتية ودفق الفيديو. يشتمل النظام ، الذي يطلق عليه برنامج Catalyst ، على عنصر مهم مثل الذكاء الاصطناعي مع إمكانية التعلم الذاتي.

تحليل المعلومات الواردة من خط الأنابيبيكتشف Catalyst Computing Center تسريبات صغيرة تهدد بالتحول إلى حادث كبير. بفضل الاكتشاف المبكر للمشاكل ، يمكن القضاء عليها بشكل أسرع.

ماذا الصناعة الرقمية والروبوتية؟

استخدام الحلول التكنولوجية في العمليسمح للشركات "الرقمية" من قطاع النفط والغاز بزيادة كبيرة في معدلات الإنتاج. في الوقت نفسه ، يتم تقليل عدد أي نوع من حوادث الطوارئ تقريبًا (التسريبات ، الانبعاثات ، إصابات الموظفين). تتزايد كفاءة الأنشطة التشغيلية للشركة أيضًا ، وهو ما يمكن ملاحظته من خلال التغيير الإيجابي في جميع مؤشرات العمل الرئيسية تقريبًا.

فوائد التكنولوجيا الذكية

وفقا للخبراء ، وتنفيذ على نطاق واسعيمكن للتكنولوجيات الحديثة في صناعة النفط والغاز زيادة الزيادة في النفط والغاز العالمي بنسبة تصل إلى حوالي 30 ٪. من المقدر أنه عند العمل مع التقنيات والطرق الجديدة ، يمكنك زيادة مؤشر كفاءة تطوير الحقل بنسبة 5-7٪ ، وفي الوقت نفسه تقليل تكلفة استخراج النفط من الحقل بنسبة تصل إلى 25٪ ، بما في ذلك توفير الطاقة.

الاتجاه الرئيسي للسنوات القليلة المقبلة -أقصى استبعاد للإنسان من العمليات التكنولوجية. سوف Robotization تؤثر على كل من الوحدات الفردية والمواقع الصناعية بشكل عام. على سبيل المثال ، ستكون دراسة مناطق النفط والغاز المحتملة أو عملية حفر آبار عملية تلقائية قدر الإمكان مع تنظيم وحدة التحكم عن بُعد. نقطة أخرى مهمة هي زيادة السيطرة على تأثير صناعة النفط والغاز بأكملها على البيئة. يجب تقليل التدخل البشري وتأثيره على الطبيعة في استكشاف الحقول واستخراج وتكرير النفط إلى الحد الأدنى بسبب الرقابة التشغيلية على الوضع البيئي ، وهو أمر مستحيل دون تنفيذ حلول إنترنت الأشياء الشاملة.

الحلول الحديثة لن تكون فعالة إلا عندماتحديث كبير ليس فقط التكنولوجية ، ولكن أيضا العمليات التجارية لشركات النفط. يمكن توفير الحد الأقصى من التأثير من خلال تحول صناعة النفط والغاز بأكملها على أساس التعديلات التي أُدخلت على الإطار التشريعي والتنظيمي ، وإدخال معايير جديدة لاستخدام حلول إنترنت الأشياء ومراقبة العمليات التكنولوجية. إن الخيار الذي ستخضع فيه كل شركة نفط لتجربة وخطأ خاص بها مع رقمنة جزئية لعمليات الأعمال الفردية هو خيار طويل وغير فعال اقتصاديًا. سوف توفر Digitalization فرصة لتعزيز أفضل الممارسات في التقنيات الحديثة لاستخراج ومعالجة النفط والغاز ، والجمع بين جهود الشركات لتنفيذ التقنيات الجديدة ، وإعداد الموظفين المؤهلين وزيادة المزايا التنافسية للشركات الروسية في السوق العالمية.

إشعار فيسبوك للاتحاد الأوروبي! تحتاج إلى تسجيل الدخول لعرض ونشر تعليقات الفيسبوك!