Добыча нефти и газа (O&G) исторически всегда отличалась высокой степенью сложности и нестабильности. Ввиду удаленности и изолированности морских буровых платформ компаниям было сложно своевременно и точно отслеживать ход проводимых работ. Однако сегодня технологии «Интернета вещей», применяемые для мониторинга морской нефтегазовой добычи, открывают безграничные возможности для преодоления этих трудностей.
Без него операторы зачастую не знают, когда показатели оборудования и технологических процессов выходят за пределы допустимых значений, что может привести к выходу оборудования из строя и дорогостоящим простоям. Хуже того, недостаточные возможности мониторинга могут привести к катастрофическим взрывам, наносящим огромный ущерб окружающей среде, жизни работников и репутации компании.
Препятствия для обеспечения связи при мониторинге морских буровых установок
Для обеспечения максимальной эффективности и безопасности добычи нефти и газа на морских месторождениях на этапе разведки и добычи требуется круглосуточный мониторинг различного оборудования (трубопроводов, клапанов, устьев скважин, резервуаров и т. д.) и параметров (температуры, вибрации, давления, расхода, коррозии, утечек газа и т. д.).
Традиционные решения в области связи либо имеют ограниченные возможности, либо являются дорогостоящими, либо неудобными для подключения большого количества разнородных объектов на морских буровых платформах.
Проводная инфраструктура, такая как системы SCADA, хотя и идеально подходит для задач управления в режиме реального времени, не предназначена для сбора данных и поэтому не может использоваться для удаленного мониторинга.
В океане может отсутствовать сотовая связь. Кроме того, создание ячеистой сети зачастую представляет собой сложную задачу, учитывая огромные размеры, а также сложную и плотную конструкцию нефтяных буровых платформ.
Благодаря своей бесперебойности и повсеместному распространению спутниковые сети стали наиболее распространённым решением для организации беспроводной связи в море. Однако из-за высокой стоимости спутниковые сети в основном используются для передачи голоса и данных с высокой пропускной способностью, при этом подключаются лишь несколько важных точек с критически важными данными.
Из-за отсутствия экономически эффективных и масштабируемых решений в области связи нефтегазовые компании раньше в значительной степени полагались на ручной счёт показаний и визуальный осмотр для контроля большей части своих операций, оборудования и объектов. Разумеется, такой подход крайне неэффективен и сопряжён с высоким риском ошибок, а также подвергает работников значительным опасностям и рискам на производственных площадках.
Технологии «Интернета вещей» в мониторинге морских нефтегазовых месторождений
Новые решения в области подключения к Интернету вещей (IoT), такие как Сети с низким энергопотреблением и широким радиусом действия (LPWAN) расширяют границы технологий «Интернета вещей» в сфере мониторинга морских нефтегазовых объектов. LPWAN обеспечивает недорогую беспроводную сеть с низкой пропускной способностью для небольших устройств с низкой вычислительной мощностью, которые станут основой крупномасштабных сенсорных сетей, предназначенных для сбора детализированных телеметрических данных с бесчисленного количества конечных устройств.
Простая звездообразная топология в сочетании с широким охватом делает сеть LPWAN универсальным решением для внедрения технологий Интернета вещей (IoT) на крупных и сложных объектах, таких как нефтегазовые платформы. В частности, проприетарные сети LPWAN дают компаниям возможность гибко адаптировать покрытие сети с учетом уникальных потребностей изолированных и удаленных морских объектов.
Гибридная архитектура LPWAN-спутник предоставляет морским нефтегазовым компаниям высоконадежный и экономически эффективный способ проактивного мониторинга и управления морской инфраструктурой на расстоянии в сотни километров. Данные с распределенных полевых датчиков агрегируются на локальных базовых станциях IoT через беспроводные сети LPWAN, а затем передаются в централизованный командный центр на суше с помощью спутниковых сетей. Благодаря этой архитектуре компании могут использовать новые объемы данных об активах, окружающей среде и технологических процессах, чтобы получить полное представление о своих производственных операциях.
Повышенная прозрачность и улучшенный контроль обеспечивают следующие значительные преимущества:
1. Техническое обслуживание активов
Интеллектуальные датчики, установленные на сотнях различных объектов, передают данные о ключевых эксплуатационных параметрах, что помогает выявлять аномалии, предшествующие сбоям в работе. Это позволяет операторам своевременно направлять персонал для проведения осмотра и технического обслуживания до возникновения серьезных сбоев, что позволяет свести к минимуму простои в производстве и оптимизировать использование активов.
2. Управление рисками и безопасность работников
Распределенные датчики состояния окружающей среды постоянно контролируют атмосферу на наличие легковоспламеняющиеся газы и токсичные пары. В то же время круглосуточный мониторинг оборудования позволяет прогнозировать катастрофические отказы оборудования, приводящие к взрывам или разливам нефти в море. В случае чрезвычайной ситуации на объекте своевременно срабатывают сигналы тревоги, что позволяет незамедлительно принять меры реагирования для защиты работников и предотвращения серьезных, необратимых катастроф.
3. Управление объектами
Проводится непрерывный сбор и анализ различных данных о конструкции буровой установки (таких как деформации, вибрации, звуки растрескивания и т. д.) и внешних погодных условиях, что позволяет дать достоверную оценку целостности буровой установки для ранней диагностики любых структурных повреждений. Аналогичным образом, круглосуточный мониторинг может осуществляться в отношении критически важных элементов инфраструктуры, таких как водонепроницаемые двери и балластные танке.
4. Соблюдение нормативных требований
Имея в своём распоряжении полные производственные данные, руководители нефтегазовых компаний могут эффективно контролировать и фиксировать соблюдение нормативных требований, обеспечивая прозрачность деятельности и её соответствие установленным стандартам.
5. Безопасность и контроль доступа
Беспроводные датчики позволяют выявлять подозрительную активность в зонах с ограниченным доступом, что способствует повышению безопасности на объекте.
Подведите итоги
Считается, что благодаря высокой плотности активов и сложности нефтегазовая отрасль может извлечь значительную выгоду из применения технологий Интернета вещей (IoT) и больших данных. Возможность подключения крупногабаритного оборудования и процессов обеспечивает компаниям беспрецедентную прозрачность и контроль над своей деятельностью. В частности, на морских платформах технологии «Интернета вещей» в сфере мониторинга морских нефтегазовых объектов выводят дистанционный мониторинг и цифровизацию на новый уровень, повышая эффективность и безопасность при одновременном сведении к минимуму вмешательства человека.
