Die Öl- und Gasförderung ist hochkomplex und instabil. Die Abgeschiedenheit und Isolierung von Offshore-Bohrplattformen macht es für Offshore-Öl- und -Gasunternehmen schwierig, einen zeitnahen und genauen Überblick über ihre laufende Produktion zu erhalten. Das bedeutet, dass die Betreiber oft nicht wissen, wenn Maschinen- und Prozessvariablen außerhalb der Spezifikationen liegen, was zu Anlagenausfällen und kostspieligen Ausfallzeiten führen kann. Schlimmer noch: Unzureichende Überwachungsfunktionen können zu katastrophalen Explosionsereignissen führen, die verheerende Auswirkungen auf die Umwelt, das Leben der Mitarbeiter und die Glaubwürdigkeit des Unternehmens haben können. Die Technologie des Internets der Dinge (IoT) bietet heute unendlich viele Möglichkeiten für eine zuverlässige und kostengünstige Überwachung des Seeverkehrs.
Konnektivitätsbarrieren für die Überwachung von Offshore-Anlagen
Zur Optimierung von Effizienz und Sicherheit erfordert die Offshore-Öl- und -Gasförderung eine Rund-um-die-Uhr-Überwachung verschiedener Anlagen (Pipelines, Ventile, Bohrlochköpfe, Lagertanks usw.) und Parameter (Temperatur, Vibration, Druck, Durchflussmenge, Korrosion, Gasleckagen usw.). Herkömmliche Kommunikationslösungen sind entweder begrenzt, teuer oder umständlich, um die große Anzahl unterschiedlicher Anlagen auf Offshore-Bohrplattformen zu verbinden. Kabelgebundene Infrastrukturen wie SCADA-Systeme sind zwar ideal für Echtzeit-Kontrollaufgaben, aber nicht für die Datenerfassung ausgelegt und können daher nicht für die Fernüberwachung verwendet werden. Mobilfunkverbindungen sind im Meer möglicherweise nicht vorhanden. Darüber hinaus ist der Aufbau eines Mesh-Netzwerks angesichts der schieren Größe und der komplexen und dichten Struktur von Ölbohrplattformen oft eine schwierige Aufgabe. Aufgrund ihrer Nahtlosigkeit und Allgegenwärtigkeit sind Satellitennetze die häufigste Wahl für die drahtlose Implementierung auf See. Aufgrund der hohen Kosten werden über Satellitennetze jedoch hauptsächlich Sprach- und Datenübertragungen mit hoher Bandbreite durchgeführt, während nur wenige kritische Datenpunkte von hohem Wert angeschlossen werden.
In Ermangelung kosteneffizienter und skalierbarer Kommunikationslösungen verließen sich Öl- und Gasunternehmen in der Vergangenheit in hohem Maße auf manuelles Ablesen von Daten und visuelle Inspektionen zur Überwachung eines Großteils ihrer Abläufe, Geräte und Anlagen. Dies ist natürlich äußerst ineffizient und fehleranfällig und setzt die Mitarbeiter gleichzeitig erheblichen Gefahren aus.
Der Aufstieg der IoT-Technologie und die Konnektivität der nächsten Generation
Emerging IoT connectivity solutions such as Low Power Wide Area Networks (LPWAN) are redefining what is possible in offshore oil and gas monitoring. LPWAN provides a cheap, low-bandwidth wireless network for small, low-compute devices that will form the backbone of large-scale sensor networks to aggregate granular telemetry data from countless endpoints. The simple star topology coupled with broad coverage makes LPWAN versatile for IoT deployments in large, complex facilities such as O&G platforms. Proprietary LPWANs, in particular, allow companies the flexibility to tailor network coverage to suit the unique needs of isolated, remote offshore sites.
Die hybride LPWAN-Satelliten-Architektur bietet Offshore-Öl- und -Gasunternehmen eine äußerst zuverlässige und kostengünstige Möglichkeit zur proaktiven Überwachung und Verwaltung der Offshore-Infrastruktur aus Hunderten von Kilometern Entfernung. Daten von verteilten Feldsensoren werden in lokalen IoT-Basisstationen über LPWAN-Funknetze gesammelt und dann über Satellitennetze an eine zentrale Kommandozentrale an Land weitergeleitet. Mit dieser Architektur können Unternehmen neue Bestände an Anlagen-, Umwelt- und Prozessdaten nutzen, um einen vollständigen Überblick über ihre Produktionsabläufe zu erhalten.
Eine bessere Sichtbarkeit und Übersicht bringt folgende überzeugende Vorteile:
1. Instandhaltung von Vermögenswerten
Intelligente Sensoren, die an Hunderten von verschiedenen Anlagen installiert sind, melden kritische Betriebsvariablen, die dazu beitragen, Anomalien aufzudecken, die Ausfällen vorausgehen. Dies ermöglicht es den Betreibern, umgehend Personal zur Inspektion und Wartung zu entsenden, bevor es zu schwerwiegenden Ausfällen kommt, um die Produktionsausfälle zu minimieren und die Nutzung der Anlagen zu optimieren.
2. Gefährdungsmanagement und Arbeitssicherheit
Verteilte Umweltsensoren überprüfen die Atmosphäre kontinuierlich auf das Vorhandensein von brennbaren Gasen und giftigen Dämpfen. Gleichzeitig hilft die 24/7-Überwachung von Anlagen bei der Vorhersage von katastrophalen Anlagenausfällen, die zu Explosionen oder Ölaustritten auf See führen können. Im Falle eines Notfalls können die Alarme vor Ort rechtzeitig ausgelöst werden, so dass sofortige Maßnahmen zum Schutz der Arbeiter ergriffen und schwere, irreversible Katastrophen verhindert werden können.
3. Verwaltung der Einrichtungen
Verschiedene Daten über die Struktur der Bohrinsel (z. B. Dehnungen, Vibrationen, Rissgeräusche usw.) und die äußeren Wetterbedingungen werden kontinuierlich erfasst und analysiert, um eine zuverlässige Bewertung der Integrität der Bohrinsel für eine frühzeitige Diagnose von Strukturschäden zu ermöglichen. Ebenso können kritische Infrastrukturen wie wasserdichte Türen und Ballasttanks rund um die Uhr überwacht werden.
4. Einhaltung von Vorschriften
Mit vollständigen Produktionsdaten können Manager von Öl- und Gasunternehmen die Einhaltung von Vorschriften effektiv überwachen und aufzeichnen, um einen transparenten und normenkonformen Betrieb zu gewährleisten.
5. Sicherheit und Zugangskontrolle
Drahtlose Sensoren können verdächtige Aktivitäten in gesperrten Bereichen erkennen und so die Sicherheit vor Ort erhöhen.
Zusammenfassend
Aufgrund der Dichte und Komplexität der Anlagen kann die Öl- und Gasindustrie in hohem Maße von IoT und Big Data profitieren. Die Möglichkeit, große Anlagen und Prozesse miteinander zu verbinden, gibt den Unternehmen eine noch nie dagewesene Transparenz und Kontrolle über ihren Betrieb. Insbesondere auf Offshore-Plattformen bringt eine neue Generation von IoT-Konnektivität die Fernüberwachung und Digitalisierung auf die nächste Stufe, um die Effizienz und Sicherheit zu erhöhen und gleichzeitig menschliche Eingriffe zu minimieren.