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人工作业力有不逮?无人机大显神通

人工作业力有不逮?无人机大显神通
近期,埃克森美孚使用无人机(UAV)监控了海上作业对鲸鱼的影响,这是石油和天然气上游企业探索无人机在上游领域中应用潜能的一个鲜明实例。

16年3月,埃克森美孚公司在加利福尼亚Santa Barbara海岸进行了为期两周的项目研究,主要研究了使用无人机和摄像机、卫星搜寻鲸鱼。埃克森美孚测试这些先进的远程探测技术主要是为了改进现有的检测系统,以便能够更好地识别海洋哺乳动物,公司发言人Ashley Smith Alemayehu说道。

总部位于英国的Cyberhawk Innovations公司的商务总监Philip Buchan认为,近六年来石油和天然气企业一直在使用无人机进行作业,与传统的检测方法相比,无人机技术既安全又环保。

Buchan说,压缩经营预算意味着无人机将在石油和天然气行业上游得到更广泛地应用。无人机可以检查设备性能,比如检测“火炬”,如果有“火炬”意味着生产可以安全进行,这样每天就能节省数百万美元。Cyberhawk公司的客户在一个项目中使用了无人机,节省了1100万美元。

Buchan称,有了无人机后,工作人员就不需要在高空、有限的空间和危险区长时间作业了。

Buchan解释说,由于火焰的温度很高,作业人员不能接近火焰检查是否有“火炬”。现在无人机并不能完全取代人工作业。它只在设备检查中的第一步,进行清扫工作,工人需要在维护设备时进入无人机难以进入的场所工作。

无人机在油气行业应用案例

Buchan说,无人机主要用于石油和天然气上游行业的检查活动,其中包括火炬塔、甲板、通风孔、井架和排气装置等。

Trumbull Unmanned公司的石油和天然气上游客户使用无人机主要应用在以下三个领域:

  • 绘图,使用无人机来绘制油田、岩石露头和设施的2D图、3D图和热成像图;
  • 应对漏油和其它紧急情况;石油圈原创www.oilsns.com
  • 检测油罐、基础设施和工厂的情况。

Trumbull Unmanned公司与埃克森美孚合作进行了鲸类侦察计划。该公司还与雪佛龙公司进行了合作,使用无人机在加利福尼亚的圣华金河谷(San Joaquin Valley)绘制了现场作业的热成像图。石油圈原创www.oilsns.com

DataWing Aerial Analytics公司总裁Steven Fargo认为,“无人机在快速采集大量数据方面的能力是独一无二的,它采集到的信息能够帮助运营商快速做出正确的决策。识别异常情况和检测各种变化都将帮助作业人员进行预防性维护。”

Fargo说:“频繁使用无人机采集到的数据能形成一条动态趋势曲线,用这条曲线可以预测未来的发展趋势,还能确定资产的潜在危险,对决策者有一定的警示作用。这种无人机在油田的应用案例还包括检查其它设备的油罐区和外露管道等。”

无人机技术未来发展方向

Gibbens认为,油气行业正在不断寻找应用无人机颠覆性新技术的商业机会。Gibbens声称,TPH & Co.(Tudor, Pickering, Holt & Co.)目前正在评估使用无人机以及无人机在上、中游以及潜在的油田服务中进行资产评估、销售等方面的可行性。

Gibbens和其他业内人士看到了机器学习等新兴技术应用在油气行业上游的巨大潜力,无人机收集的数据能够帮助运营商加深对油气生产的了解。

Fargo说:“无人机收集数据,然后使用机器学习算法进行分析,上游油气企业利用这些数据能够进行分析检查。”

关于未来研究方向,DataWing希望能更多的将重点放在解决无组织排放和优化设备性能上。Fargo则认为,配有光学气体成像传感器或其它热成像摄像机的无人机,可以满足环境和工业检测的需求,是一个发展方向。

Fargo和Gibbens都把甲烷检测看作无人机最大的潜在用途之一。在甲烷排放监测方面,无人机可用于协助上游运营商进行检测,以保证作业满足环境和法规方面的要求。美国环境保护署和土地管理局进一步加强了报告和检验要求,所以,无人机甲烷排放监测将会特别广阔的应用前景,Fargo解释说。

Trumbull Unmanned公司正在与美国航空航天局JPL合作开发装有传感器的无人机,用以识别和量化甲烷源。今年早些时候,该公司在加利福尼亚进行了受控飞行试验。目前,该公司正在从受控试验转向操作飞行。在未来的几年中,Trumbull Unmanned打算试飞装有传感器的无人机,以隔离甲烷源,最终使用该项技术作为测量碳含量、出售或转让碳信用额度的工具,这在很大程度上需要法律法规的驱动。

Gibbens认为油气行业上游正处在一个亟需创新的风口浪尖上。无人机最终就会像空中的机器人一样,将在油气行业有一席之地。

“我们正在朝着自动化和四维自由移动的方向努力,我们希望各阶段都有工程师、无人机操作员和飞行员参与进来”Gibbens指出。

去年,Cyberhawk在对马士基的一艘FPSO(浮式生产储油船)进行内部检查之后,制定了一套内部检查方案。这种类型的检查通常需要将技术人员悬挂在绳索上来检查储罐结构。如果使用无人机进行此类检查,就能极大地降低工作人员的安全风险。

这款内部检查服务的推出,进一步拓展了无人机在FPSO、陆上油罐、烟囱内部以及锅炉等方面的应用范围。

“我们的下一个目标是开发一个系统,利用这个系统,我们的飞行员能操纵一架无人机从外部进入一个密闭空间,不需任何人机交互过程”Buchan说。

当前,飞行员必须在这个密闭空间的内部才能操控无人机飞行。目前上述那种无需人机交互的内部检测技术正在研发中。通过之前在烟囱和其它受限空间内进行的测试,Cyberhawk明白,这项服务的推出,将是无人机应用到油气行业上游的另一项重大进步。

“上述技术有了一些进展,但进展的很大一部分是制定操作规程,以便安全重复地完成同种类型的工作。”Buchan说。

作者/Karen Boman    译者/吴海君    编辑/张永君

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白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。