La produzione di petrolio e gas (O&G) è altamente complessa e instabile. La lontananza e l'isolamento delle piattaforme di perforazione offshore rendono difficile per le società petrolifere e del gas ottenere una visibilità tempestiva e accurata della produzione in corso. Ciò significa che spesso gli operatori non sanno quando le variabili di macchina e di processo sono fuori specifica, causando potenzialmente guasti agli impianti e costosi tempi di fermo. Peggio ancora, capacità di monitoraggio inadeguate possono portare a eventi di esplosione catastrofici, che possono danneggiare l'ambiente, la vita dei lavoratori e la credibilità dell'azienda. Oggi la tecnologia Internet of Things (IoT) offre infinite opportunità per un monitoraggio marittimo affidabile ed economico.
Barriere di connettività per il monitoraggio delle piattaforme offshore
Per ottimizzare l'efficienza e la sicurezza, la produzione offshore di petrolio e gas a monte richiede il monitoraggio 24 ore su 24 di varie apparecchiature (tubazioni, valvole, teste di pozzo, serbatoi di stoccaggio, ecc.) e parametri (temperatura, vibrazioni, pressione, portata, corrosione, perdite di gas, ecc.) Le soluzioni di comunicazione tradizionali sono limitate, costose o ingombranti per collegare il gran numero di asset eterogenei presenti sulle piattaforme di perforazione offshore. Le infrastrutture cablate come i sistemi SCADA, pur essendo ideali per le attività di controllo in tempo reale, non sono progettate per la raccolta dei dati e quindi non possono essere utilizzate per il monitoraggio remoto. La connettività cellulare mobile potrebbe non esistere nell'oceano. Inoltre, la costruzione di una rete mesh è spesso un compito difficile, date le dimensioni enormi e la struttura complessa e densa delle piattaforme di perforazione petrolifera. Grazie alla loro semplicità e ubiquità, le reti satellitari sono diventate la scelta più comune per l'implementazione wireless in mare. Tuttavia, i costi elevati fanno sì che le reti satellitari prevedano principalmente la trasmissione di voce e dati ad alta larghezza di banda, collegando solo pochi punti di dati critici ad alto valore.
A causa della mancanza di soluzioni di comunicazione scalabili ed efficaci dal punto di vista dei costi, le aziende del settore petrolifero e del gas erano solite affidarsi alla lettura manuale dei dati e alle ispezioni visive per monitorare gran parte delle operazioni, delle apparecchiature e delle strutture. Inutile dire che si tratta di una procedura altamente inefficiente e soggetta a errori, che espone i lavoratori a rischi e pericoli significativi del sito.
L'ascesa della tecnologia IoT e della connettività di nuova generazione
Le emergenti soluzioni di connettività IoT, come le Low Power Wide Area Networks (LPWAN), stanno ridefinendo le possibilità di monitoraggio del settore petrolifero e del gas in mare aperto. LPWAN fornisce una rete wireless economica e a bassa larghezza di banda per dispositivi piccoli e a basso calcolo, che costituiranno la spina dorsale di reti di sensori su larga scala per aggregare dati telemetrici granulari da innumerevoli endpoint. La semplice topologia a stella, unita all'ampia copertura, rende la LPWAN versatile per le implementazioni IoT in strutture complesse e di grandi dimensioni, come le piattaforme O&G. Le LPWAN proprietarie, in particolare, consentono alle aziende di adattare la copertura di rete alle esigenze specifiche dei siti offshore isolati e remoti.
L'architettura ibrida LPWAN-satellitare offre alle organizzazioni del settore petrolifero e del gas un modo altamente affidabile ed economico per monitorare e gestire in modo proattivo le infrastrutture offshore da centinaia di chilometri di distanza. I dati provenienti da sensori distribuiti sul campo vengono aggregati in stazioni base IoT locali tramite reti wireless LPWAN e poi inoltrati a un centro di comando centralizzato sulla terraferma tramite reti satellitari. Grazie a questa architettura, le aziende possono sfruttare nuove quantità di dati sulle risorse, sull'ambiente e sui processi per ottenere una visione completa delle loro operazioni di produzione.
Una maggiore visibilità e supervisione comporta i seguenti vantaggi:
1. Manutenzione degli asset
I sensori intelligenti installati su centinaia di asset diversi segnalano variabili operative critiche che aiutano a rivelare le anomalie che precedono i guasti. Ciò consente agli operatori di inviare tempestivamente il personale per l'ispezione e la manutenzione prima che si verifichino guasti gravi, per ridurre al minimo i tempi di inattività della produzione e ottimizzare l'utilizzo delle risorse.
2. Gestione dei rischi e sicurezza dei lavoratori
I sensori ambientali distribuiti controllano continuamente l'atmosfera per verificare la presenza di gas infiammabili e vapori tossici. Allo stesso tempo, il monitoraggio degli asset 24 ore su 24, 7 giorni su 7, aiuta a prevedere guasti catastrofici che possono causare esplosioni o fuoriuscite di petrolio in mare. In caso di emergenza, gli allarmi in loco possono essere attivati in tempo, in modo da adottare misure di risposta immediate per proteggere i lavoratori e prevenire disastri gravi e irreversibili.
3. Gestione delle strutture
Diversi dati sulla struttura dell'impianto di perforazione (come deformazioni, vibrazioni, rumori di crepe, ecc.) e sulle condizioni meteorologiche esterne vengono raccolti e analizzati continuamente per fornire una valutazione affidabile dell'integrità dell'impianto di perforazione, per una diagnosi precoce di eventuali danni strutturali. Allo stesso modo, è possibile monitorare 24 ore su 24 le infrastrutture critiche, come le porte stagne e i serbatoi di zavorra.
4. Conformità normativa
Grazie ai dati di produzione completi, i dirigenti delle società petrolifere e del gas possono monitorare e registrare efficacemente la conformità alle normative per garantire operazioni trasparenti e conformi agli standard.
5. Sicurezza e controllo degli accessi
I sensori wireless possono identificare attività sospette in aree riservate per migliorare la sicurezza in loco.
Riassumere
A causa della densità e della complessità degli asset, si ritiene che il settore petrolifero e del gas possa trarre grandi benefici dall'IoT e dai big data. La capacità di collegare apparecchiature e processi su larga scala offre alle aziende una visibilità e un controllo senza precedenti sulle loro operazioni. In particolare sulle piattaforme offshore, una nuova generazione di connettività IoT sta portando il monitoraggio remoto e la digitalizzazione a un livello superiore per aumentare l'efficienza e la sicurezza, riducendo al minimo l'intervento umano.