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物联网在油气领域革命性突进 距离下一站有多远?

尽管油气行业已从物联网(IOT)技术中受益良多,但若想要充分利用这些优势,还必须采用新的基础框架。

曾担任能源互联网络(Energy Connection Network)首届油气物联网会议主席的Scientific Technical Services公司总裁Dave Lafferty认为,油气行业需要一种数据与企业系统直接相连的全新模式,而不是用普通传感器收集数据,然后传输到数据采集与监视控制系统(SCADA)和分布式控制系统(DCS)中,最终再设置防火墙的传统模式。

就目前而言,不再只是操作者需要数据,作为第三方的消费者需求也在持续上升,显然现有的模式已经不再适合物联网。

近期,Lafferty在休斯敦举行的会议上表示,传统的解决方法是把数据存储在有额外防火墙保护的企业网络中,如果防火墙遭到破坏,那么所有数据都将毁于一旦。

然而,油气公司应该使用一种不断询问或者订阅模式的物联网程序,通过该程序可以清楚知道谁有权访问数据以及数据存储位置等问题。因此数据的正确分析、数据传输系统(DCS)中的安全性、携带油田数据的回程网络,这些都是很有必要的。

Lafferty说,总部设在圣安东尼奥市的WellAware公司就遵循这一模式。该公司将监测到的井口数据输送到回程网络和云存储中去分析,然后再将数据传输给电脑或者其他移动设备。该公司提供了55000平方英里的覆盖率,涵盖了北美与阿拉斯加的所有主要页岩区。

Lafferty注意到物联网技术存在巨大的潜力,如陆上油田化学监测和机器腐蚀状况监测,但也存在相应弊端,例如网络的肆意炒作等问题。油气公司应该要求以价格为导向的服务以减少物联网的风险。Lafferty说道,公司应在改善井口监测情况上多做考虑,而不是一味地思考什么技术可以做。

Lafferty表示:“若要充分享受物联网节约成本等一系列优势,就必须将其大规模覆盖,小规模的尝试不会有太大的差别。”

贝克休斯设备研发总监Blake Burnette也认为,成功运用物联网技术需要一个新的协议。他在会议上表示,在油气行业应用物联网技术,上游行业潜力巨大,下游行业将达到高度自动化,而中游行业的机会就非常有限。

资产追踪,尤其人的跟踪是物联网技术最为成熟的领域。Burnette援引一位业内官员的话说,要想知道谁一天到晚在他们公司,带有面部识别技术的摄像头就可以回答这个问题。

像微地震、电阻率等物联网技术的发展将帮助公司充分了解水力压裂时井下的具体情况。迄今为止,由于该技术模式繁杂以及投机现象严重,所以业界对于其发展方向一直没有达成共识。

Burnette说:“人们开发出来的信念系统,可能完全是错误的,但你不能因为没有数据就否认它”。

现在,有趣的东西都被贴到了网上,比如可以为客户提供优质画面的地面指标电阻率技术。

Lafferty说,物联网推动了像蒸汽机、汽车制造业装配线和工业机器人等潜力产业的革新。这些技术可能会改变油气行业收集、交换、存储、分析可视化数据的方式,不仅可以提高操作效率和安全性,而且降低了成本。尽管传统的DCS和SCADA系统不会完全消失,但整个行业正逐渐从这些初级系统向全方位连接的系统转变。

事实上,企业运营商和公司都需要数据,这是推动物联网技术发展的一个商业因素。需求导向定价(如每月的付费阅读),是推动物联网技术发展的另一个因素。这些非常规油气田也在推动物联网的发展中扮演着重要角色,从使用硬件直接测量和作业的闭环系统到高性能耐腐蚀的开环系统,系统的转变也在推动其迅速发展。

Lafferty说道,原始设备制造商(OEM)运送含有50个嵌入式系统的泵和阀门也促进了物联网的发展。原始设备制造商通过这些系统来了解客户如何使用他们的产品以及在什么样的环境中使用。他们抓住一切机会去改善自身的产品,从而提高收入。

上市时间是另一推动因素,能够促使公司在最短的时间内投入生产。 而物联网背后的最终驱动力是成员的变化,旧的消去新的加入。

Lafferty称:“新员工需要的是像iPhone一样没有复杂界面且使用方便的工具,在这个互联世界里工作像在家一样的舒适便捷。”

在技术方面,物联网的驱动程序包括能够降低成本的工业智能传感器和无线传感器,它可以产生更高的温度和压力。普通传感器的读数是前者的20到30倍,并结合波形、振动和声学的数字化仪去监视机器的健康和腐蚀情况。

Lafferty 说:“传感器正在迫使我们远离传统的模式,我们必须要利用传感器及其产生的数据扩大通信操作的范围,适应波形和分布式传感器,并将这项技术快速地应用到市场中。”

物联网技术的关键性体现在它能够促使一个新建油田在几周内便可以投入运作,并能够在空间上判断井场上成千上万的传感器处理流中的腐蚀情况。

油气行业逐渐意识到采用物联网技术的诸多优势:
提高生产的安全性和整体性

有效检测气体及设备腐蚀情况

通过远程监控减少非计划停机时间与动力消耗

降低能源成本


那么物联网推广的障碍是什么呢?
将传感器添加到原操作系统中是非常昂贵的,它需要大量的控制工作才能保证其完整性,因此资金是一大难题。

正如Lafferty所说:“目前我们急需一个能够保护控制系统的解决方案,只有忽略相关的开销和严谨的数据才能保护控制系统,因此。能让我们添加一组新数据却无需相关开销和严格控制数据。”

Burnette 表示,对油气行业来说,另一个挑战是传感器的成本。在恶劣的工作环境下,需要由昂贵金属制成的传感器,这就大大增加了传感器的成本。

Lafferty发现尽管数据分析存在许多问题,但是数据分析之前的清理和规范才是工作量最大的,这是物联网技术在油气行业中又一挑战。数据分析包括描述、商业智能化、诊断、预测以及事件发生的各种可能性,另外数据的可视化和获得数据的时间、地点、形式也是十分必要的。

Lafferty介绍,数据链也是业界面临的难题。大多数技术是在井下实现的,适用性上并不局限于一个公司。数据链可能在之前强调的五个步骤中的任何一步终止,因此开发出一个解决这五个限制的系统才是至关重要的。没有网络信号时,表格可以记录其中一个系统的读数,然而仍然需要另一个剪贴板去记录另一方的数据,这也是一个难题。

为物联网技术提供合适的参数可以算作另一个难题。Lafferty说,项目停滞不前,这是由于人们只争论技术,而不把应用放在第一位的结果。Burnette认为,项目失败是由于没有足够的人力资源支持产品的安装,对于大型项目,需要七个全职人员确保物联网技术的成功安装和调试。这些成千上万的借口都是物联网变革的极大阻力。

Burnette说:“这一切都使得业内阻力重重。”

Burnette最后指出,物联网不是技术问题,而是管理问题。实现物联网就像是试图行驶一艘超级油轮,一旦开始便会在期望的方向远航。

“一旦你将每个人都训练到放下剪贴板,那么就不会有什么问题了,物联网的时代也将会开启了。”

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