盡管油氣行業已從物聯網(IOT)技術中受益良多,但若想要充分利用這些優勢,還必須采用新的基礎框架。
曾擔任能源互聯網絡(Energy Connection Network)首屆油氣物聯網會議主席的Scientific Technical Services公司總裁Dave Lafferty認為,油氣行業需要一種數據與企業系統直接相連的全新模式,而不是用普通傳感器收集數據,然后傳輸到數據采集與監視控制系統(SCADA)和分布式控制系統(DCS)中,最終再設置防火墻的傳統模式。
就目前而言,不再只是操作者需要數據,作為第三方的消費者需求也在持續上升,顯然現有的模式已經不再適合物聯網。
近期,Lafferty在休斯敦舉行的會議上表示,傳統的解決方法是把數據存儲在有額外防火墻保護的企業網絡中,如果防火墻遭到破壞,那么所有數據都將毀于一旦。
然而,油氣公司應該使用一種不斷詢問或者訂閱模式的物聯網程序,通過該程序可以清楚知道誰有權訪問數據以及數據存儲位置等問題。因此數據的正確分析、數據傳輸系統(DCS)中的安全性、攜帶油田數據的回程網絡,這些都是很有必要的。
Lafferty說,總部設在圣安東尼奧市的WellAware公司就遵循這一模式。該公司將監測到的井口數據輸送到回程網絡和云存儲中去分析,然后再將數據傳輸給電腦或者其他移動設備。該公司提供了55000平方英里的覆蓋率,涵蓋了北美與阿拉斯加的所有主要頁巖區。
Lafferty注意到物聯網技術存在巨大的潛力,如陸上油田化學監測和機器腐蝕狀況監測,但也存在相應弊端,例如網絡的肆意炒作等問題。油氣公司應該要求以價格為導向的服務以減少物聯網的風險。Lafferty說道,公司應在改善井口監測情況上多做考慮,而不是一味地思考什么技術可以做。
Lafferty表示:“若要充分享受物聯網節約成本等一系列優勢,就必須將其大規模覆蓋,小規模的嘗試不會有太大的差別?!?/span>
貝克休斯設備研發總監Blake Burnette也認為,成功運用物聯網技術需要一個新的協議。他在會議上表示,在油氣行業應用物聯網技術,上游行業潛力巨大,下游行業將達到高度自動化,而中游行業的機會就非常有限。
資產追蹤,尤其人的跟蹤是物聯網技術最為成熟的領域。Burnette援引一位業內官員的話說,要想知道誰一天到晚在他們公司,帶有面部識別技術的攝像頭就可以回答這個問題。
像微地震、電阻率等物聯網技術的發展將幫助公司充分了解水力壓裂時井下的具體情況。迄今為止,由于該技術模式繁雜以及投機現象嚴重,所以業界對于其發展方向一直沒有達成共識。
Burnette說:“人們開發出來的信念系統,可能完全是錯誤的,但你不能因為沒有數據就否認它”。
現在,有趣的東西都被貼到了網上,比如可以為客戶提供優質畫面的地面指標電阻率技術。
Lafferty說,物聯網推動了像蒸汽機、汽車制造業裝配線和工業機器人等潛力產業的革新。這些技術可能會改變油氣行業收集、交換、存儲、分析可視化數據的方式,不僅可以提高操作效率和安全性,而且降低了成本。盡管傳統的DCS和SCADA系統不會完全消失,但整個行業正逐漸從這些初級系統向全方位連接的系統轉變。
事實上,企業運營商和公司都需要數據,這是推動物聯網技術發展的一個商業因素。需求導向定價(如每月的付費閱讀),是推動物聯網技術發展的另一個因素。這些非常規油氣田也在推動物聯網的發展中扮演著重要角色,從使用硬件直接測量和作業的閉環系統到高性能耐腐蝕的開環系統,系統的轉變也在推動其迅速發展。
Lafferty說道,原始設備制造商(OEM)運送含有50個嵌入式系統的泵和閥門也促進了物聯網的發展。原始設備制造商通過這些系統來了解客戶如何使用他們的產品以及在什么樣的環境中使用。他們抓住一切機會去改善自身的產品,從而提高收入。
上市時間是另一推動因素,能夠促使公司在最短的時間內投入生產。?而物聯網背后的最終驅動力是成員的變化,舊的消去新的加入。
Lafferty稱:“新員工需要的是像iPhone一樣沒有復雜界面且使用方便的工具,在這個互聯世界里工作像在家一樣的舒適便捷?!?/span>
在技術方面,物聯網的驅動程序包括能夠降低成本的工業智能傳感器和無線傳感器,它可以產生更高的溫度和壓力。普通傳感器的讀數是前者的20到30倍,并結合波形、振動和聲學的數字化儀去監視機器的健康和腐蝕情況。
Lafferty 說:“傳感器正在迫使我們遠離傳統的模式,我們必須要利用傳感器及其產生的數據擴大通信操作的范圍,適應波形和分布式傳感器,并將這項技術快速地應用到市場中?!?/span>
物聯網技術的關鍵性體現在它能夠促使一個新建油田在幾周內便可以投入運作,并能夠在空間上判斷井場上成千上萬的傳感器處理流中的腐蝕情況。
油氣行業逐漸意識到采用物聯網技術的諸多優勢:
提高生產的安全性和整體性
有效檢測氣體及設備腐蝕情況
通過遠程監控減少非計劃停機時間與動力消耗
降低能源成本
那么物聯網推廣的障礙是什么呢?將傳感器添加到原操作系統中是非常昂貴的,它需要大量的控制工作才能保證其完整性,因此資金是一大難題。
正如Lafferty所說:“目前我們急需一個能夠保護控制系統的解決方案,只有忽略相關的開銷和嚴謹的數據才能保護控制系統,因此。能讓我們添加一組新數據卻無需相關開銷和嚴格控制數據?!?/span>
Burnette 表示,對油氣行業來說,另一個挑戰是傳感器的成本。在惡劣的工作環境下,需要由昂貴金屬制成的傳感器,這就大大增加了傳感器的成本。
Lafferty發現盡管數據分析存在許多問題,但是數據分析之前的清理和規范才是工作量最大的,這是物聯網技術在油氣行業中又一挑戰。數據分析包括描述、商業智能化、診斷、預測以及事件發生的各種可能性,另外數據的可視化和獲得數據的時間、地點、形式也是十分必要的。
Lafferty介紹,數據鏈也是業界面臨的難題。大多數技術是在井下實現的,適用性上并不局限于一個公司。數據鏈可能在之前強調的五個步驟中的任何一步終止,因此開發出一個解決這五個限制的系統才是至關重要的。沒有網絡信號時,表格可以記錄其中一個系統的讀數,然而仍然需要另一個剪貼板去記錄另一方的數據,這也是一個難題。
為物聯網技術提供合適的參數可以算作另一個難題。Lafferty說,項目停滯不前,這是由于人們只爭論技術,而不把應用放在第一位的結果。Burnette認為,項目失敗是由于沒有足夠的人力資源支持產品的安裝,對于大型項目,需要七個全職人員確保物聯網技術的成功安裝和調試。這些成千上萬的借口都是物聯網變革的極大阻力。
Burnette說:“這一切都使得業內阻力重重?!?/span>
Burnette最后指出,物聯網不是技術問題,而是管理問題。實現物聯網就像是試圖行駛一艘超級油輪,一旦開始便會在期望的方向遠航。
“一旦你將每個人都訓練到放下剪貼板,那么就不會有什么問題了,物聯網的時代也將會開啟了?!?/span>
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