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数字技术促进作业安全和高效

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人工智能、激光雷达与先进的边缘计算技术相结合,提供了更好的危险区域管理以及更高效的作业与维护。

编辑 | 大安

在第四次工业革命时代,技术正愈发深入地集成到海上作业的方方面面。获取的设备与作业数据比以往多很多,并且先进的数据分析功能可将这些信息转化为行动情报。技术的进步使作业更为高效,并大幅提高了工人的安全。

管理危险区域

数十年来,油气行业一直致力于改善工人的安全,但零事故安全目标仍然遥不可及。统计数据显示正在取得进步,但仍有很长的路要走。

根据英国石油天然气公司的《2019年健康与安全报告》,从2007年到2018年,英国境内有七年时间没有人员死亡的记录。不幸的是,在这十年时间内,有五名工人在英国境外丧生。根据美国安全与环境执法局的统计数据,从2007年到2018年,美国每年至少有1人在海上死亡。

造成伤害的主要原因之一是人为失误。简单地说,人们会分心。在钻台的危险区域,那里有移动的机械与重型钻井设备,当这种情况发生时,受伤的可能性很高。

在过去,维护危险区域的安全一直是司钻的职责,司钻负责监督工人,并为进出该区域进行目视检查。与此同时,司钻还在管控钻井流程,对实时数据做出响应,并根据井下情况的变化做出调整。将焦点分散于钻台上的复杂流程与活动,不可避免地会导致注意力不集中,从而可能造成严重伤害。

优化管控

避免事故最简单的方法就是让人们远离伤害,而使用先进技术则可提高这样做的能力。

2018年,Seadrill面临着利用技术来提高安全性的挑战,并开始寻找方法以识别与预测危险区域中人员和设备的移动,这些移动不会严重依赖于人员的互动。该公司的成果是一套完全定制的解决方案,可自动执行安全流程,识别闯入危险区域的情况,并允许在平台上以及远程位置实时监控和查看人员移动。因此,可以将发生事故的可能性降到最低。

Seadrill公司的Vision IQ是下一代安全系统,可以监控潜在危险并提供预警。该系统结合了激光雷达(LIDAR)、人工智能(AI)与先进的边缘计算技术,可实现更安全、更高效的作业。

激光雷达系统创建出一个动态监控的环境,通过发射激光、测量反射率,来计算精确到毫米级的距离,从而在区域内提供360度无死角的覆盖。这将每秒产生约700000个传感器读数,并进行实时分析。算法可识别并跟踪人员和设备的位置与移动,先进的人工智能技术可实现三维可视化的实时监控。

该系统专为海上钻井而设计,将来可集成到钻机的防撞系统中,从而创建出统一、无缝的安全方法,可在危险情况下自动关闭设备。因为该系统是完全便携式的,所以它不仅可以持续监视钻台,而且可以临时监视平台上的任何区域,来提高安全性。

首台功能齐全的原型安装于西海王星第六代超深水钻井船,在此之前,Vision IQ已在陆地研发设施中进行了测试。此次成功的先导性试验,促成了该系统计划将在今年年底部署于12个钻井平台上。

作为其致力于改善海上安全的一部分,Seadrill已将Vision IQ背后的技术提供给业内同行。

简化作业

该公司利用大数据与数据分析技术,利用平台设备的实时数据,来优化作业效率,深化对资产完整性的了解,并实现更有效地管理与维护。

Seadrill与休斯顿的数据科学公司Marsden集团建立了独家合作伙伴关系,并使用微软Azure云计算技术,构建了一个名为PLATO的数字平台,为其浮式资产收集的数据,提供分析与管理的支持。

PLATO创建了一个数字孪生,可监控平台设备的性能,预测流体的使用、设备的老化与磨损,从而识别出潜在故障。该数字平台收集与分析数据,确定性能模式,以监视与控制资产,并简化作业。它的工作原理是使用一系列预先构建的算法与模型,这些算法与模型经过训练,能够知晓任何性能数据在何时出现了异常。当发现异常或异常趋势时,PLATO将提供明确、具体的建议,以提高性能。

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图 PLATO已安装在Seadrill所有的钻井船上,包括西海王星号。从钻井船队的整体来看,可以更准确地发现趋势并衡量效率。(来源:Seadrill)

该平台还可实时监测防喷器,并将信息提供给作业公司,后者可以远程监测防喷器的性能。Seadrill通过收集性能相关的数百万行数据,将其转换为可用信息,以更快、更明智地做出决策,从而更好地管理资产的完整性。随着时间的推移,该公司不仅可从特定钻井平台采取的措施中吸取教训,而且还可看到这些措施如何影响整个队伍的绩效。

PLATO已用于Seadrill所有的钻井船上,并且正在分析是否应将其推广到其他浮式船队中,以便从多个资产与人员那里收集数据。目前,从钻井船队的整体来看,可以更准确地发现趋势并衡量效率。

PLATO将跟踪起下钻所耗费的时间,分析时效,确定出哪些司钻最高效与最低效,并利用这些信息来帮助人们改善公司的流程与最佳经验。可以使用历史钻井数据来开发内部培训计划的课程,使用模拟器来帮助司钻提升能力。其结果将是全面提高安全与效率。

虽然这是该技术的一个有效应用,但它并不是该数字平台带来的唯一进步。PLATO还收集设备性能数据,以优化维护计划。井队成员可以使用ipad等设备访问性能数据,以便更好地了解设备的疲劳与磨损,并基于设备的状况规划维护与更换方案,而不是遵循预先确定、但通常效率低下的维护计划。

 

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