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积极拥抱新技术实现远程作业

积极拥抱新技术实现远程作业

利用软件与数据,结合在线专家,实施远程协作、优化与作业,可以加快决策速度,提高作业安全性,并获得前所未有的作业效率。

来自丨E&P
编译丨TOM

将远程作业纳入到全面自动化作业的长期发展战略中,这不再是成本问题,它已成为发展的必需品。远程作业拥有诸多优势,包括提高产量、提高正常作业时间、降低环境影响、更健康、更安全。但人们对远程作业的兴趣高涨,是因为还存在其他一些令人信服的缘由。

油气行业的目标是建立一个综合数字化作业环境。在该环境中,工程办公室与现场的所有信息都是一致的,这将确保各方使用单一来源的实时数据来做出决策。

某些危险且极端的环境(从地下地震到海上飓风,或是北极深水的新油田)往往会限制现场作业人员的人数。因此在这种环境下,最佳选择是利用训练有素的人员远程访问,来进行无人作业或尽量减少现场作业人员。

技术人员,无论是采油专家还是维修工程师,都越来越少。油气公司不仅无法负担在每一个平台上都拥有足够数量的专家,而且他们发现很难吸引并留住有才能的员工,以涵盖海上设施所需的所有工作学科。

远程协作中心

建立远程协作中心的目的是帮助解决上述挑战,无论是建在终端用户的场所或是服务商的站点。该中心可使来自不同学科的工程师实时访问多个平台,从而避免了昂贵且耗时的路程。如今,当现场出现问题时,来自世界各地的专家可以在几分钟而不是几天内“到达现场”。

远程监控与管理的关键推动因素是数字数据与通信基础设施,需要实现在一个地点访问平台数据。从不同的数据源中提取数据,并理解数据的含义已经被证明是及其困难的。因此将数据以一种通俗易懂的形式展现出来,可使作业人员、生产经理以及作业经理对作业做出更明智的决定。

对于壳牌而言,成立这样一个中心至关重要。壳牌可凭借远程访问,有效地管理其位于Ormen Lange与Draugen难以触及到的油田。壳牌在挪威有三个办事处,不同决策者之间的合作对于生产作业举足轻重。

壳牌公司选择了ABB公司的Ability 800xA系统,这是一个分布式控制系统(DCS),可为所有自动化相关的问题与事件、变更、现场警报以及配置管理提供单点联系。因此,结合ABB的ARMOR安全远程连接,每年可减少300人次的海上作业。该系统还可优化生产、降低作业成本、提高安全性并延长整个油田的生命周期,所有这些都有助于节约成本,并使两个油田实现高效生产。

积极拥抱新技术实现远程作业

图1. 工程师通过ABB公司的Ability数字仪表板检查平台的作业数据。

高级数据分析

远程协作中心的核心是DCS,它为平台作业人员提供了完整的数据可视化显示,使他们能够轻松评估任何设备问题。

自动化供应商正在将整个系统集成为标准化、更简易的模块化系统。例如,利用Edge计算可以实现更简单、更小的控制系统。这是因为在传感器或机械设备附近进行了更多的处理,只需要将所需的信息发送回主控站。

此外,利用云技术能够创建一个连接员工的生态系统,使其可以随时随地的协同作业。例如,将SCADA移动至云平台,在作业时可使管理人员与作业人员获得其设施的完整信息。

几十年来,油气行业一直使用先进的可视化分析,但通常局限于孤岛思维。远程协作中心主要凭借更便宜、更快的存储以及近乎无限的云计算能力,有助于打破孤岛。这为更多数据密集型的机器学习方法(如神经网络甚至深度学习法)铺平了道路。

例如,与分析技术供应商Arundo Analytics公司在虚拟流量计服务上开展合作。该服务可利用现有数据,对没有安装多相流量计的井进行流量估算。这种基于云计算的服务作为案例,证明了数字技术如何以一种比以往更高效、可扩展的方式,为作业优化提供关键数据,从而为多个油田提供集中化的远程专家服务。

无人平台

油气行业不断追求降低资本支出与作业成本,这促使设计师们检查平台的每个组成部分,他们抱有一个理念,如果没有必要,则可以去除。

例如,无人平台消除了对住宿与直升机停机坪的需求。此外,在过去的十年里,随着高压直流电与交流电的发展,海岸电力传输变得更加容易,可以为数百公里范围内提供数百兆瓦的电力。

将涡轮发电机移至岸上,进一步减轻了平台的重量,减小了平台的尺寸,同时降低了相关维护的复杂性。陆上天然气驱动或可再生能源的大型发电机通常可提供超过70%的发电效率,比平台上的柴油发电机更好。

如今,通过远程协作中心,借助数字技术与高级数据分析,远程执行预测、预防性维护的新方法变得更为行之有效。即使当需要专家视察平台时,在视察之前远程查看平台性能,也可以节省大量的时间与费用。一般来说,工程师80%的时间是用来识别问题与提出解决方案的,20%是用来解决问题的。所以,要么远程解决问题,要么工程师在到达平台时效率会提高400%。

海底技术

油气行业对无人平台关注度的增加预示着另一项重要技术的里程碑—海底井工厂。到2019年8月,将会揭晓海底井工厂是否能够成为现实。那时ABB公司将对两台6 MVA变速驱动器以及开关设备、滤波器与变压器进行最终的浅水测试。如果成功,没有理由不这样期待,那么将会进一步实现在3000米(9842英尺)的深度,向最远可达600公里(373英里)的海底井工厂,提供高达100兆瓦的电力。

积极拥抱新技术实现远程作业

图2. ABB INSUBSEA Power将在3000米(9842英尺)的深度,向最远可达600公里(373英里)的海底井工厂,提供高达100兆瓦的电力。

操控海底电气设备的难度堪比将卫星送入太空:一旦进入太空,就很难触及卫星了。尽管预计能够可靠运行30年,但设备上依旧散布着追踪电压、电流、压力与温度以及其他参数的传感器。传感器连接至岸上的远程监控与通信中心。利用每个组件的先进数学模型,只需少数作业人员就能快速发现参数何时异常,然后重新控制整个油气资产。

软件与数据,结合在线专家,将有助于提高安全性并最大限度地提高产量,提高作业效率、可靠性与可用性。故障模式将通过识别,监控以及避免潜在问题的预测算法来实现。

总结

实施远程协作、优化与作业的战略可以加快决策速度,提高安全性并达到前所未有的作业效率。虽然技术进步是改变游戏规则的因素,但它们并不是阻碍远程作业取得成功的最大障碍。发展的瓶颈还是在于人。油气行业颇为守旧,一直以习惯的方式进行作业。如果无法适应新的工作方式,改变当前的习惯与模式,并且不能接受所有部门之间更多的协作,远程操作与服务可能就会失败。

Valhall Flank West无人井口是上述新方法的典型代表。它是Aker BP的井口平台联盟的一部分,该联盟整合了独立的框架协议,用于工程与采购、施工与连接、电气化、测量、控制与通信。该联盟规定了一个单一的项目管理组织,由联盟所有合作伙伴中最优秀的人员组成。其目的是将不同的公司文化整合到一个统一的团队中,并在信任与透明度的基础上,拥有相同的目标与激励机制。

这一概念的核心是风险、责任与回报的分配。通过采用这样的联盟,能否推动行业创新并确保竞争力?

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