通過采用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，石油和天然氣部門可以提高安全性并同時(shí)擴(kuò)大利潤，而資產(chǎn)跟蹤和預(yù)測性維護(hù)解決方案的影響最大。石油和天然氣物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用甚至可能對于在日益加劇的地緣政治和氣候變化緊張關(guān)系中取得競爭優(yōu)勢所必需。

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幾乎每一篇關(guān)于石油和天然氣(O&G)行業(yè)的文章都聲稱，我們可能多年都看不到每桶100美元的石油。將這種價(jià)格上的不確定性與下游的石油天然氣公司(那些加工、銷售和分銷石油產(chǎn)品的公司)結(jié)合起來，這些公司不再僅僅從具有競爭力的價(jià)格中獲益，而必須競爭那些越來越尋求增強(qiáng)的數(shù)字體驗(yàn)的客戶。這些問題在很大程度上促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)在油氣行業(yè)的應(yīng)用。

根據(jù)麥肯錫的說法，到2025年，物聯(lián)網(wǎng)對經(jīng)濟(jì)的總潛在影響為$ 3.9T至$ 11.1T。在未來十年內(nèi)，采礦和O&G公司的潛在經(jīng)濟(jì)影響為$ 930B，因此O&G行業(yè)有興趣利用物聯(lián)網(wǎng)也就不足為奇了。

對于O&G行業(yè)，油氣IoT應(yīng)用的優(yōu)勢在于通過集成部署策略創(chuàng)造價(jià)值。物聯(lián)網(wǎng)將使行業(yè)能夠數(shù)字化，優(yōu)化和自動(dòng)化以前未連接的流程，從而節(jié)省時(shí)間，金錢并提高安全性。下面，我們將討論物聯(lián)網(wǎng)如何增加價(jià)值并將其應(yīng)用于運(yùn)維領(lǐng)域。

遠(yuǎn)程服務(wù)

通常，在容易接近的區(qū)域找不到油。隨著安全和法規(guī)問題的增加，偏遠(yuǎn)地區(qū)的提取地點(diǎn)以及設(shè)備維護(hù)價(jià)格的上漲，IoT使O&G公司可以隨時(shí)隨地管理從泄漏到緊急停機(jī)以及遠(yuǎn)程現(xiàn)場操作等問題。如果不采用連接的監(jiān)控設(shè)備，則在現(xiàn)場識(shí)別和解決問題的速度會(huì)大大降低。

上游行業(yè)(石油的最初發(fā)現(xiàn)和開采)由于非生產(chǎn)時(shí)間(NPT)每年損失數(shù)十億美元。物聯(lián)網(wǎng)可用于通過使用近實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來預(yù)測故障并安排預(yù)防性維護(hù)，從而減少NPT。例如，大量的儲(chǔ)層數(shù)據(jù)可以與近實(shí)時(shí)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)集成在一起，以計(jì)劃井的位置和流速。通過流程可以優(yōu)化，事故是可以預(yù)防的。

預(yù)測性和預(yù)防性維護(hù)

大多數(shù)O&G設(shè)施需要定期監(jiān)控。這可以通過允許服務(wù)機(jī)構(gòu)通過預(yù)測性維護(hù)對問題做出反應(yīng)的遠(yuǎn)程服務(wù)來實(shí)現(xiàn)。隨著罐液位的壓力和流量每天監(jiān)測以及各種其他控制，這些機(jī)器并不能免除磨損和經(jīng)常需要定期服務(wù)。

預(yù)測性維護(hù)是根據(jù)設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行的。例如，如果線圈過熱，則其故障迫在眉睫，需要技術(shù)人員診斷原因。預(yù)測性維護(hù)允許O&G公司利用傳感器對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，從而對是否需要關(guān)閉、修復(fù)、更換設(shè)備等做出重要決定。收集數(shù)據(jù)的傳感器在機(jī)器需要維護(hù)時(shí)向公司發(fā)送警報(bào)，防止昂貴的設(shè)備故障，浪費(fèi)金錢和人力。

盡管預(yù)測性維護(hù)很重要，但通過利用物聯(lián)網(wǎng)和制定維護(hù)策略，O&G運(yùn)營商能夠跟蹤零件和設(shè)備的劣化，通過預(yù)防性維護(hù)遠(yuǎn)程診斷問題的可能性增加。數(shù)據(jù)的收集通常被饋送到云，提供對來自現(xiàn)場的最新數(shù)據(jù)的管理和訪問。

依靠對預(yù)測性和預(yù)防性維護(hù)的投資，通過建立公司可以依靠的預(yù)測模型來優(yōu)化執(zhí)行，從而推動(dòng)O&G公司走在行業(yè)前列。

健康和安全

O&G站點(diǎn)通常位于危險(xiǎn)和偏遠(yuǎn)地區(qū)，不利于工人的健康與安全。儲(chǔ)層可能被淹沒在離岸高達(dá)3,000米的深度，鉆井平臺(tái)可能在離岸很遠(yuǎn)的地方，靠近隨時(shí)可能發(fā)生危險(xiǎn)情況的斷層線。

根據(jù)疾病控制中心(CDC)的數(shù)據(jù)，在2015年1月至2017年1月之間，O&G采掘工人發(fā)生了602起事故，481例住院治療和166例截肢。危險(xiǎn)的工作環(huán)境、石油鉆井平臺(tái)和天然氣廠將受益于IoT連接，物聯(lián)網(wǎng)連接允許遠(yuǎn)程監(jiān)控操作，不再需要個(gè)人在不知道發(fā)生了什么、在哪里以及是否是安全的工作環(huán)境的情況下前往現(xiàn)場。

這使得公司能夠更好地預(yù)測設(shè)備何時(shí)需要維修，跟蹤鉆井平臺(tái)上的備件，了解煉油廠的合同工是否被證明在某些區(qū)域，并確定事故發(fā)生時(shí)撤離的確切人數(shù)。

例如，連接的傳感器可以監(jiān)測和檢測泄漏，或者作為智能可穿戴設(shè)備集成到工作服中。遠(yuǎn)程傳感器和無人機(jī)減少了O&G工作人員對設(shè)備進(jìn)行物理監(jiān)控的需求，而自動(dòng)機(jī)器人鉆井允許將人員從鉆臺(tái)上完全撤離，頁巖氣井的機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)正在開發(fā)中，遠(yuǎn)程控制卡車正在成為運(yùn)輸石油和天然氣的途徑。

可以想象，事故的代價(jià)可能很高。通過部署支持IoT的安全措施，O&G公司不僅可以確保員工安全，還可以從企業(yè)責(zé)任減少和利潤增加中受益。

資產(chǎn)追蹤與監(jiān)控

隨著石油天然氣行業(yè)在不斷提高安全性和運(yùn)營效果以及產(chǎn)生顯著回報(bào)的壓力下，資產(chǎn)跟蹤和設(shè)備監(jiān)控已成為增長最快的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)油氣物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。由于石油價(jià)格的劇烈波動(dòng)，公司花費(fèi)更多的時(shí)間分析其投資和內(nèi)部運(yùn)營，以發(fā)現(xiàn)可以進(jìn)行減少或變更的位置，同時(shí)仍能維持業(yè)務(wù)并最大程度地利用資產(chǎn)。

資產(chǎn)管理是行業(yè)中會(huì)嚴(yán)重影響運(yùn)營績效的核心領(lǐng)域之一。通過優(yōu)化生產(chǎn)并通過企業(yè)資產(chǎn)管理(EAM)使生產(chǎn)更可預(yù)測，可以提高運(yùn)營生產(chǎn)率。

通過資產(chǎn)跟蹤，資產(chǎn)被整合到一個(gè)單元中，使公司能夠數(shù)字化地改造其運(yùn)營，同時(shí)監(jiān)控多個(gè)油井或現(xiàn)場。例如，一臺(tái)泵的故障可能使一家公司損失30萬美元和一天的生產(chǎn)時(shí)間。

物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以更準(zhǔn)確，更便宜地監(jiān)控關(guān)鍵管道設(shè)備。它可以使公司調(diào)查潛在的鉆探地點(diǎn)，并指出更換泵和過濾器的確切位置，以完善流程并提供更深入的了解。 此外，傳感器的使用使石油公司可以監(jiān)視大量過程以及庫存，石油和天然氣運(yùn)輸。

這些跟蹤傳感器提供有用的信息，以便公司能夠確定存貨中的供應(yīng)數(shù)量。如果物品丟失，可以使用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)跟蹤每個(gè)油氣資產(chǎn)的確切位置。

可能最重要的是借助GPS，衛(wèi)星，蜂窩和其他連接解決方案進(jìn)行近實(shí)時(shí)更新的優(yōu)勢。O&G公司在全球各地設(shè)有站點(diǎn)，能夠?qū)⑵渌鞋F(xiàn)場設(shè)備與岸上設(shè)備連接起來，以通過IoT跟蹤所有高質(zhì)量資產(chǎn)。資產(chǎn)管理使公司可以提高性能并以最大的產(chǎn)出部署基礎(chǔ)架構(gòu)。

通過將EAM整合到流程中，O&G公司可以利用有助于優(yōu)化資產(chǎn)使用的應(yīng)用程序，為員工提供日常運(yùn)營、生產(chǎn)績效、維護(hù)計(jì)劃、庫存等方面的簡明視圖。隨著信息和數(shù)據(jù)收集量的增加，油田或天然氣廠的負(fù)責(zé)人將完全了解通常是如何通過移動(dòng)設(shè)備和/或應(yīng)用程序運(yùn)行操作的。

數(shù)據(jù)管理

顛覆性技術(shù)和可訪問數(shù)據(jù)的增加迫使O&G公司開始進(jìn)行必要的數(shù)字轉(zhuǎn)型，以使自己跟上新連接技術(shù)的發(fā)展速度。有了數(shù)以百萬計(jì)的連接設(shè)備，O&G公司將收集大量的數(shù)據(jù)，使他們能夠應(yīng)用安全、高效和有效的實(shí)踐，最終使他們能夠轉(zhuǎn)型。然而，對于O&G公司來說，最大的挑戰(zhàn)之一是整合數(shù)據(jù)，因?yàn)樗P(guān)系到數(shù)據(jù)質(zhì)量，以及獲取所述數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)的能力，并帶來運(yùn)營效益。

大型煉油廠每天可產(chǎn)生多達(dá)1TB的原始數(shù)據(jù)，公用事業(yè)公司每天可處理多達(dá)1.1B數(shù)據(jù)。這給公司帶來了挑戰(zhàn)，即當(dāng)其設(shè)備可能以有限的網(wǎng)絡(luò)連接性或高帶寬成本(禁止將數(shù)據(jù)發(fā)送到云)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作時(shí)，如何從數(shù)據(jù)中獲取見解。

能源公司不斷從各個(gè)站點(diǎn)以不同的格式收集數(shù)據(jù)，因此很難將所有數(shù)據(jù)復(fù)制到一個(gè)要處理和分析的集中點(diǎn)。數(shù)據(jù)虛擬化采用各種數(shù)據(jù)源，并將它們集成到一個(gè)邏輯數(shù)據(jù)庫中供用戶使用。由于不必將數(shù)據(jù)源存儲(chǔ)在本地，因此數(shù)據(jù)虛擬化使從多個(gè)分布式源(傳感器，攝像機(jī)，第三方影響者等)收集數(shù)據(jù)的任何人受益。

數(shù)據(jù)虛擬化旨在實(shí)時(shí)集成數(shù)據(jù)，因此無需在一個(gè)集中位置物理存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。這種按需集成的概念可在有人需要時(shí)立即訪問數(shù)據(jù)。公司可以檢索和處理數(shù)據(jù)，而無需知道數(shù)據(jù)的物理位置或格式。

由于時(shí)間敏感的數(shù)據(jù)來自油田的平臺(tái)生產(chǎn)和鉆井平臺(tái)，海洋石油平臺(tái)最常用的數(shù)據(jù)傳輸方式是通過衛(wèi)星連接，這將需要超過12天的時(shí)間才能將一天的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到中央位置。

眾所周知，除非進(jìn)行分析和應(yīng)用，否則數(shù)據(jù)是無用的。O&G公司可以將邊緣計(jì)算整合到他們的流程中，以分析收集到的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并應(yīng)用發(fā)現(xiàn)的任何見解來提高生產(chǎn)效率，準(zhǔn)確性和降低風(fēng)險(xiǎn)。

油田，管道，煉油廠和其他能源站點(diǎn)的數(shù)據(jù)管理和分析對于O&G行業(yè)的成功至關(guān)重要。數(shù)據(jù)在改善方面起著重要作用，例如增加正常運(yùn)行時(shí)間和恢復(fù)率，做出更好的決策以及增強(qiáng)提煉能力。

油氣物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的未來

石油和天然氣物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的采用將使該行業(yè)提高其運(yùn)營效率，幾乎實(shí)時(shí)地滿足需求，并促進(jìn)業(yè)務(wù)增長。作為一個(gè)擁有各種數(shù)據(jù)流的細(xì)分行業(yè)，O&G將受益于無縫框架，在該框架中，將在包括上游，中游和下游參與者在內(nèi)的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中嚴(yán)密監(jiān)視IoT應(yīng)用程序和部署。作為對經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)最大的資產(chǎn)密集型行業(yè)之一，O&G行業(yè)將從采用資產(chǎn)跟蹤解決方案和預(yù)測性維護(hù)中獲得天文數(shù)字的收益。這些應(yīng)用程序甚至可能成為保持全球O&G市場競爭優(yōu)勢的必要條件。