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石油和天然气行业中的物联网应用

简介: 通过采用物联网应用,石油和天然气部门可以提高安全性并同时扩大利润,而资产跟踪和预测性维护解决方案的影响最大。石油和天然气物联网应用甚至可能对于在日益加剧的地缘政治和气候变化紧张关系中取得竞争优势所必需。

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几乎每一篇关于石油和天然气(O&G)行业的文章都声称,我们可能多年都看不到每桶100美元的石油。将这种价格上的不确定性与下游的石油天然气公司(那些加工、销售和分销石油产品的公司)结合起来,这些公司不再仅仅从具有竞争力的价格中获益,而必须竞争那些越来越寻求增强的数字体验的客户。这些问题在很大程度上促进了物联网在油气行业的应用。

根据麦肯锡的说法,到2025年,物联网对经济的总潜在影响为$ 3.9T至$ 11.1T。在未来十年内,采矿和O&G公司的潜在经济影响为$ 930B,因此O&G行业有兴趣利用物联网也就不足为奇了。

对于O&G行业,油气IoT应用的优势在于通过集成部署策略创造价值。物联网将使行业能够数字化,优化和自动化以前未连接的流程,从而节省时间,金钱并提高安全性。下面,我们将讨论物联网如何增加价值并将其应用于运维领域。

远程服务

通常,在容易接近的区域找不到油。随着安全和法规问题的增加,偏远地区的提取地点以及设备维护价格的上涨,IoT使O&G公司可以随时随地管理从泄漏到紧急停机以及远程现场操作等问题。如果不采用连接的监控设备,则在现场识别和解决问题的速度会大大降低。

上游行业(石油的最初发现和开采)由于非生产时间(NPT)每年损失数十亿美元。物联网可用于通过使用近实时数据来预测故障并安排预防性维护,从而减少NPT。例如,大量的储层数据可以与近实时的现场数据集成在一起,以计划井的位置和流速。通过流程可以优化,事故是可以预防的。

预测性和预防性维护

大多数O&G设施需要定期监控。这可以通过允许服务机构通过预测性维护对问题做出反应的远程服务来实现。随着罐液位的压力和流量每天监测以及各种其他控制,这些机器并不能免除磨损和经常需要定期服务。

预测性维护是根据设备的当前状态进行的。例如,如果线圈过热,则其故障迫在眉睫,需要技术人员诊断原因。预测性维护允许O&G公司利用传感器对设备进行远程监控,从而对是否需要关闭、修复、更换设备等做出重要决定。收集数据的传感器在机器需要维护时向公司发送警报,防止昂贵的设备故障,浪费金钱和人力。

尽管预测性维护很重要,但通过利用物联网和制定维护策略,O&G运营商能够跟踪零件和设备的劣化,通过预防性维护远程诊断问题的可能性增加。数据的收集通常被馈送到云,提供对来自现场的最新数据的管理和访问。

依靠对预测性和预防性维护的投资,通过建立公司可以依靠的预测模型来优化执行,从而推动O&G公司走在行业前列。

健康和安全

O&G站点通常位于危险和偏远地区,不利于工人的健康与安全。储层可能被淹没在离岸高达3,000米的深度,钻井平台可能在离岸很远的地方,靠近随时可能发生危险情况的断层线。

根据疾病控制中心(CDC)的数据,在2015年1月至2017年1月之间,O&G采掘工人发生了602起事故,481例住院治疗和166例截肢。危险的工作环境、石油钻井平台和天然气厂将受益于IoT连接,物联网连接允许远程监控操作,不再需要个人在不知道发生了什么、在哪里以及是否是安全的工作环境的情况下前往现场。

这使得公司能够更好地预测设备何时需要维修,跟踪钻井平台上的备件,了解炼油厂的合同工是否被证明在某些区域,并确定事故发生时撤离的确切人数。

例如,连接的传感器可以监测和检测泄漏,或者作为智能可穿戴设备集成到工作服中。远程传感器和无人机减少了O&G工作人员对设备进行物理监控的需求,而自动机器人钻井允许将人员从钻台上完全撤离,页岩气井的机器人移动平台正在开发中,远程控制卡车正在成为运输石油和天然气的途径。

可以想象,事故的代价可能很高。通过部署支持IoT的安全措施,O&G公司不仅可以确保员工安全,还可以从企业责任减少和利润增加中受益。

资产追踪与监控

随着石油天然气行业在不断提高安全性和运营效果以及产生显著回报的压力下,资产跟踪和设备监控已成为增长最快的无线传感器网络油气物联网应用。由于石油价格的剧烈波动,公司花费更多的时间分析其投资和内部运营,以发现可以进行减少或变更的位置,同时仍能维持业务并最大程度地利用资产。

资产管理是行业中会严重影响运营绩效的核心领域之一。通过优化生产并通过企业资产管理(EAM)使生产更可预测,可以提高运营生产率。

通过资产跟踪,资产被整合到一个单元中,使公司能够数字化地改造其运营,同时监控多个油井或现场。例如,一台泵的故障可能使一家公司损失30万美元和一天的生产时间。

物联网传感器可以更准确,更便宜地监控关键管道设备。它可以使公司调查潜在的钻探地点,并指出更换泵和过滤器的确切位置,以完善流程并提供更深入的了解。 此外,传感器的使用使石油公司可以监视大量过程以及库存,石油和天然气运输。

这些跟踪传感器提供有用的信息,以便公司能够确定存货中的供应数量。如果物品丢失,可以使用物联网系统跟踪每个油气资产的确切位置。

可能最重要的是借助GPS,卫星,蜂窝和其他连接解决方案进行近实时更新的优势。O&G公司在全球各地设有站点,能够将其所有现场设备与岸上设备连接起来,以通过IoT跟踪所有高质量资产。资产管理使公司可以提高性能并以最大的产出部署基础架构。

通过将EAM整合到流程中,O&G公司可以利用有助于优化资产使用的应用程序,为员工提供日常运营、生产绩效、维护计划、库存等方面的简明视图。随着信息和数据收集量的增加,油田或天然气厂的负责人将完全了解通常是如何通过移动设备和/或应用程序运行操作的。

数据管理

颠覆性技术和可访问数据的增加迫使O&G公司开始进行必要的数字转型,以使自己跟上新连接技术的发展速度。有了数以百万计的连接设备,O&G公司将收集大量的数据,使他们能够应用安全、高效和有效的实践,最终使他们能够转型。然而,对于O&G公司来说,最大的挑战之一是整合数据,因为它关系到数据质量,以及获取所述数据并实时分析数据的能力,并带来运营效益。

大型炼油厂每天可产生多达1TB的原始数据,公用事业公司每天可处理多达1.1B数据。这给公司带来了挑战,即当其设备可能以有限的网络连接性或高带宽成本(禁止将数据发送到云)进行远程操作时,如何从数据中获取见解。

能源公司不断从各个站点以不同的格式收集数据,因此很难将所有数据复制到一个要处理和分析的集中点。数据虚拟化采用各种数据源,并将它们集成到一个逻辑数据库中供用户使用。由于不必将数据源存储在本地,因此数据虚拟化使从多个分布式源(传感器,摄像机,第三方影响者等)收集数据的任何人受益。

数据虚拟化旨在实时集成数据,因此无需在一个集中位置物理存储数据。这种按需集成的概念可在有人需要时立即访问数据。公司可以检索和处理数据,而无需知道数据的物理位置或格式。

由于时间敏感的数据来自油田的平台生产和钻井平台,海洋石油平台最常用的数据传输方式是通过卫星连接,这将需要超过12天的时间才能将一天的数据转移到中央位置。

众所周知,除非进行分析和应用,否则数据是无用的。O&G公司可以将边缘计算整合到他们的流程中,以分析收集到的关键数据,并应用发现的任何见解来提高生产效率,准确性和降低风险。

油田,管道,炼油厂和其他能源站点的数据管理和分析对于O&G行业的成功至关重要。数据在改善方面起着重要作用,例如增加正常运行时间和恢复率,做出更好的决策以及增强提炼能力。

油气物联网应用的未来

石油和天然气物联网应用的采用将使该行业提高其运营效率,几乎实时地满足需求,并促进业务增长。作为一个拥有各种数据流的细分行业,O&G将受益于无缝框架,在该框架中,将在包括上游,中游和下游参与者在内的整个生态系统中严密监视IoT应用程序和部署。作为对经济贡献最大的资产密集型行业之一,O&G行业将从采用资产跟踪解决方案和预测性维护中获得天文数字的收益。这些应用程序甚至可能成为保持全球O&G市场竞争优势的必要条件。


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