物聯(lián)網(wǎng)連接解決方案正在重新定義海上石油和天然氣監(jiān)測(cè)的可能性

石油和天然氣（O＆G）生產(chǎn)高度復(fù)雜且不穩(wěn)定。海上鉆井平臺(tái)的偏遠(yuǎn)和孤立使得海上石油和天然氣公司很難及時(shí)、準(zhǔn)確地了解其正在進(jìn)行的生產(chǎn)。這意味著操作人員常常不知道機(jī)器和流程變量何時(shí)不符合規(guī)定，這就有可能導(dǎo)致資產(chǎn)故障和代價(jià)高昂的停機(jī)時(shí)間。更糟糕的是，監(jiān)測(cè)能力不足可能導(dǎo)致災(zāi)難性爆炸事件，從而給環(huán)境、工人生命和公司信譽(yù)造成沉重打擊。如今，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和下一代連接為可靠且經(jīng)濟(jì)高效的海上監(jiān)測(cè)帶來(lái)了無(wú)限商機(jī)。

為了優(yōu)化效率和安全性，上游海上石油和天然氣生產(chǎn)需要對(duì)各種設(shè)備（管道、閥門(mén)、井口、儲(chǔ)罐等）和參數(shù)（溫度、振動(dòng)、壓力、流速、腐蝕、氣體泄漏等）進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)。因此，難怪海上石油和天然氣公司一直處于遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)采用的最前沿。盡管如此，傳統(tǒng)的通信解決方案對(duì)于連接海上鉆井平臺(tái)上的大量不同資產(chǎn)來(lái)說(shuō)要么是有限的、昂貴的，要么是繁瑣的。

諸如SCADA系統(tǒng)之類的有線基礎(chǔ)設(shè)施雖然是實(shí)時(shí)控制任務(wù)的理想選擇，但并不是為數(shù)據(jù)采集而設(shè)計(jì)的，因此不能用于遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。蜂窩移動(dòng)連接在海洋中可能不存在。此外，鑒于石油鉆井平臺(tái)的龐大規(guī)模和復(fù)雜而密集的結(jié)構(gòu)，建立網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)往往是一項(xiàng)困難的工作。由于其無(wú)縫和無(wú)處不在，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)已成為海上無(wú)線實(shí)施的最常見(jiàn)選擇。然而，高昂的成本意味著衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)主要涉及高帶寬語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)只連接少數(shù)高價(jià)值的關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)。

由于缺乏經(jīng)濟(jì)高效且可擴(kuò)展的通信解決方案，因此石油和天然氣公司公司過(guò)去常常嚴(yán)重依賴手動(dòng)數(shù)據(jù)讀取和視覺(jué)檢查來(lái)監(jiān)測(cè)其大部分運(yùn)營(yíng)、設(shè)備和設(shè)施。不用說(shuō)，這是非常低效和容易出錯(cuò)的，同時(shí)使工人面臨重大的現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)和危害。

低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）等新興物聯(lián)網(wǎng)連接解決方案正在重新定義海上石油和天然氣監(jiān)測(cè)的可能性。LPWAN為小型、低計(jì)算設(shè)備提供了廉價(jià)、低帶寬的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，它將成為大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)的主干，以匯聚來(lái)自無(wú)數(shù)端點(diǎn)的精細(xì)遙測(cè)數(shù)據(jù)。（來(lái)自物聯(lián)之家）簡(jiǎn)單的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)加上廣泛的覆蓋范圍，使得LPWAN在大型、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)施（如O&G平臺(tái)）中的物聯(lián)網(wǎng)部署中具有多種用途。特別是專有LPWAN，它允許公司靈活地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，以適應(yīng)孤立、偏遠(yuǎn)海上站點(diǎn)的獨(dú)特需求。

LPWAN—衛(wèi)星混合架構(gòu)為海上石油和天然氣組織提供了一種高度可靠且經(jīng)濟(jì)高效的方法，可以從數(shù)百公里外主動(dòng)監(jiān)測(cè)和管理海上基礎(chǔ)設(shè)施。來(lái)自分布式現(xiàn)場(chǎng)傳感器的數(shù)據(jù)通過(guò)LPWAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在本地物聯(lián)網(wǎng)基站處聚合，然后使用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到陸上集中指揮中心。有了這種架構(gòu)，公司可以利用新的大量資產(chǎn)、環(huán)境和流程數(shù)據(jù)來(lái)全面了解其生產(chǎn)運(yùn)行情況。

增強(qiáng)的可見(jiàn)性和監(jiān)督帶來(lái)了以下引人注目的好處：

1、資產(chǎn)維護(hù)

在數(shù)百種不同資產(chǎn)上安裝的智能傳感器報(bào)告了關(guān)鍵的運(yùn)行變量，這些變量有助于揭示故障之前的異常情況。這使操作員可以在嚴(yán)重故障發(fā)生之前及時(shí)派遣人員進(jìn)行檢查和維護(hù)，以最大限度地減少生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間并優(yōu)化資產(chǎn)使用。

2、危險(xiǎn)管理和工人安全

分布式環(huán)境傳感器持續(xù)檢查大氣中是否存在易燃?xì)怏w和有毒蒸汽。同時(shí)，24/7資產(chǎn)監(jiān)測(cè)有助于預(yù)測(cè)導(dǎo)致爆炸或海上溢油的災(zāi)難性資產(chǎn)故障。在緊急情況下，可以及時(shí)觸發(fā)現(xiàn)場(chǎng)警報(bào)，以便立即采取應(yīng)對(duì)措施，以保護(hù)工人并防止嚴(yán)重的、不可逆轉(zhuǎn)的災(zāi)難發(fā)生。

3、設(shè)施管理

不斷收集和分析鉆機(jī)結(jié)構(gòu)的各種數(shù)據(jù)（如應(yīng)變、振動(dòng)、裂紋聲等）和外部天氣狀況，以便對(duì)鉆機(jī)完整性進(jìn)行可靠評(píng)估，以便早期診斷任何結(jié)構(gòu)損壞。同樣，關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施，如水密門(mén)和壓載艙也可以進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)。

4、法規(guī)遵從性

有了完整的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，石油和天然氣公司管理人員可以有效地監(jiān)控和記錄法規(guī)遵循情況，以確保透明和符合標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)營(yíng)。

5、安全和訪問(wèn)控制

無(wú)線傳感器可以識(shí)別受限區(qū)域的可疑活動(dòng)，以加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全。

總結(jié)

由于其資產(chǎn)密集和復(fù)雜性，油氣行業(yè)被認(rèn)為從物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)中受益匪淺。連接大型設(shè)備和流程的能力使公司對(duì)其運(yùn)營(yíng)擁有前所未有的可見(jiàn)性和控制權(quán)。尤其是在海上平臺(tái)，新一代物聯(lián)網(wǎng)連接將遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)字化提升到了一個(gè)新的水平，以提高效率和安全性，同時(shí)最大限度地減少人為干預(yù)。