石油圈
隨著智能化、自動化的發展，未來的海洋石油行業或將呈現這樣的景象:在無人平臺上，自主機器人來去自如，完成平臺上的檢查和維護等工作……
作者 | 子衿
一直以來，在海洋平臺工作被認為是最危險的工作之一?！芭c世隔絕”的孤獨、惡劣的氣候條件，以及長時間操作重型機械設備，無論是身體上，還是精神上，都是極大的考驗。
因此，海洋石油行業的招聘工作相對來說較為困難。尤其是2014年的油價暴跌，進一步“侵蝕”本已老齡化的勞動力?！皩τ谇ъ淮?，從事海洋石油工作以換取豐厚的報酬，并不一定是他們想要的生活，”赫瑞瓦特大學的David Lane教授認為?！伴L期以來石油公司都有這樣的想法，即減少危險環境中的員工數量。如果能夠讓員工遠離海洋平臺，回到陸地上，就能降低成本，降低風險，同時還能助力海洋石油行業的招聘工作?！?/span>
事實上，海洋石油行業一直在尋求新的技術創新，隨著機器人技術的日益完善，石油行業對機器人的需求也在不斷增長。未來的海洋石油行業或將呈現這樣的景象：在無人平臺上，自主機器人來去自如，完成平臺上的操作、檢查和維護工作……
01. 擁抱機器人
近日，數據咨詢分析公司GlobalData發布報告稱，石油行業正準備在上游、中游和下游領域廣泛應用機器人技術，主要是為了在原油價格波動之際提高生產率和效率。
GlobalData最新的主題報告《石油和天然氣中的機器人》(Robotics in Oil & Gas)顯示，復雜的挑戰，尤其是石油天然氣勘探開發和生產方面的挑戰，正促使企業探索機器人自主工作或與現場操作人員合作的解決方案的潛力。根據GlobalData的數據，全球機器人產業將以16%的復合年增長率增長，從2018年的982億美元增至2025年的2778億美元。
GlobalData的專題報告指出，殼牌(Shell)、?？松梨?ExxonMobil)、雪佛龍(Chevron)、英國石油公司(BP)、俄羅斯天然氣工業股份公司(Gazprom)、雷普索爾(Repsol)、挪威國油(Equinor)、道達爾(Total)、沙特阿美(Saudi Aramco)、中石化和ADNOC等石油企業對機器人都有深刻的了解。
02. 海上石油五大機器人應用
正如GlobalData石油和天然氣分析師Ravindra Puranik所表示的，由于技術的進步，石油巨頭可以實現在海、陸、空部署機器人，以執行有潛在危險的任務。機器人的發展正在改變石油和天然氣行業的運作方式。在高風險的海上石油領域，目前有哪些最新機器人技術改變海上石油的運作方式呢？對此，Offshore Technology探討了機器人技術在海上石油行業的5大應用。
1.ANYmal
ANYmal是由ANYbotics公司研制的自主四足機器人，誕生于Total資助的ARGOS挑戰賽。ANYmal被稱為“世界上第一個自主海上機器人”，專為適應極端環境而設計。
ANYmal重30公斤，能夠承載重達10公斤的傳感器長達3小時。靈活的關節使它能夠平躺在地面上，檢查其他機器人可能難以到達的區域，另外，ANYmal還能爬樓梯，即使坡度高達45度也不成問題。堅固的設計和IP-67認證保護機器人免受水和灰塵的侵入。
ANYbotics公司尤其看好該機器人在石油和天然氣領域的潛力。該公司認為，四足機器人具備應對海上鉆井平臺復雜布局的獨特能力。它能夠在海上平臺（其他生產設施，支持船舶等）上巡檢，并配備光學變焦及熱成像攝像頭、超聲麥克風、氣體檢測傳感器和激光雷達掃描儀等。在自主行動的時候能夠生成周圍環境的3D地圖，從而更加有效地進行檢查和操作活動。ANYmal既可以使用它自己生成的地圖進行自主導航，也可以從陸地上站點進行遠程操作，為操作員提供實時數據。
2018年9月ANYmal首次部署在北海的平臺上，可以執行16種檢查并執行一系列的特殊任務，包括對儀表儀器（讀數）進行視覺識別，檢查危險氣體的泄露和濃度等。
2.ARGONAUT
ARGONAUT機器人同樣是誕生于由Total資助的ARGOS挑戰賽。由于其在堅固性、可靠性，以及在自主功能和遠程操作之間轉換自如的表現最佳，ARGONAUT機器人被評為ARGOS挑戰賽的優勝者。
在ARGOS挑戰賽中，長104米、重90公斤的ARGONAUTS機器人技術成熟水平最高，按照模塊化和適應性的方式進行設計，因此在未來可以進一步實現升級強化。此外，在第三場比賽前ARGONAUT通過ATEX認證，超出了ARGOS挑戰賽規則的要求。在人機交互方面，ARGONAUT更易于操作，可以輕松、快速地從一種模式切換到另一種模式(自主或遠程操作)。在安全性和可靠性方面，其定位/重新定位算法的精度達到1厘米。
ARGONAUT的目的在于開發“第一個用于石油天然氣行業的自主地面機器人”，配有許多類似ANYmal的功能，例如泄漏檢測、傳感器等，但不同于ANYmal的四足設計，ARGONAUT為履帶式機器人，并且兩個ARGONAUT機器人輪班工作，當其中一個機器人回站補充能量時，另一個機器人可以繼續工作。
目前這款機器人已經于2018年4月部署在Total位于北海設德蘭群島的天然氣工廠，隨后又部署在Total距阿伯丁東北440公里處的Alwyn平臺，并有望在2022年逐漸升級為一款規?；纳虡I級油氣資產檢查機器人。
Total英國技術與創新主管Dave Mackinnon表示:“我們即將推出的技術能夠提高安全性，降低成本，甚至延長北海作業的生命周期?！薄皺C器人代表了海上石油行業發展的新范例，Total很自豪能參與其中?！?/span>
3.Eelume
Eelume是由挪威科技大學與Kongsberg Marine、挪威國油（Equinor）合作開發的一款仿生機器人，可長時間駐留在海底，并定期執行海底資產檢查活動、以及維修維護任務。傳統的機器人需要從水面布放，但Eelume系統在海底設置了機器人駐留站，使其使用起來比傳統的水下機器人更加快捷。
另外，獨特的蛇形機身為Eelume提供了更大的水下靈活性和機動性，使其能夠進入現有技術難以進入的受限水下區域。該機器人采用模塊化設計，可以附加多種工具，以便為各種作業提供裝備。
Kongsberg 首席執行官Arne Kjrsvik說：“該技術的優點在于其功能的多樣性。Eelume海蛇機器人具備與Kongsberg開發的巡航海洋機器人相同的能力，它可以像一個細長的魚雷形水下工具一樣直線游動，是一種高效自主水下航行器巡航（Autonomous Underwater Vehicles, AUV）?！?但是相比起AUV，他具有輕型作業能力，可以進入很多大型ROV無法進入的受限區域內，操作閥門，還有其他很多作業任務。
2019年4月份， Equinor已在Trondheim Fjord（特隆赫姆峽灣）進行測試。根據其的計劃，Eelume很快將部署在Equinor的阿斯加德（Asgard）油田，進行海底維護工作。
4.E-ROV
E-ROV是由Oceaneering International與Equinor合作開發的一款遠程控制機器人（Empowered Remotely Operated Vehicle, E-ROV），它具備獨立的電池驅動系統，專為水下作業設計。
E-ROV通過以太網遠程鏈接，允許世界任何地方的控制中心對其操作。Equinor公司還在挪威大陸架上部署了4G網絡，使E-ROV能夠通過漂浮在海面上的浮標發送和接收數據。
這種以太網連接、E-ROV自帶電池和水下充電站的軟硬件配置，意味著該機器人無需母船即可作業。這為海底檢查節省了資金和資源，還可通過減少船舶的碳足跡和所需的動員數量，帶來了額外的環境效益。
Oceaneering公司表示:“我們的自給自足、電池供電的遙控機器人系統集成了Oceaneering最先進的技術，提高作業效率的同時，也提供了行業領先的常駐ROV（Remotely Operated Vehicle)）解決方案。
“這種遠程操控系統使作業方能夠更快地進行作業干預，更有效地保持持續生產，并以更少的部署成本執行日常任務?！?/span>
5.Oseberg H
與以上四類稍有不同，Oseberg H是由Equinor在北海運營的世界上第一個完全無人值守的自動化海上石油平臺。由于沒有生活區和設施，平臺完全無人值守，每年只需進行一到兩次維護。盡管Oseberg H平臺并不是真正的機器人，但其全自動化程度與以上機器人的“成效”有著異曲同工之處。
該平臺在設計之初便制定了“Think big，Build small”的理念，確保設計盡可能“精簡”，這種設計理念也就意味Oseberg H項目早于計劃提前交付，且其交付價格為7.5億美元，比開發和運營計劃（PDO）的成本估算低20％以上。
2018年10月14日，Oseberg H平臺開始生產。該項目預計生產1.1億桶的油當量。Equinor負責技術、項目和鉆井的執行副總裁Anders Opedal說:“Oseberg H平臺的建成，使我們實現了巨大的技術飛躍。全自動、無人化和遠程操作的平臺的核心是數字化，我為Equinor及其合作伙伴選擇這種內部開發的解決方案而感到自豪?！?/span>
2000年以來，隨著科技的發展，人類社會的生產生活已經發生了翻天覆地的變化。作為一名石油人，回首過去20年，油田的作業現場有何變化嗎？很多人的答案是“幾乎沒有”。隨著行業的發展，石油行業對新一代年輕人的吸引力越來越小了——艱苦枯燥的作業環境、缺乏高科技元素的工作氛圍，以及多年未有提升的薪資待遇……這些都是造成目前局面的原因。
是年輕人錯了嗎？顯然不是，我想這是因為過去20年間，石油行業的進化太緩慢，造成石油人個體勞動價值貢獻率一直未有明顯提升，這份工作太缺乏挑戰。然而，隨著新一代信息技術的爆發和數字化技術變革帶來的浪潮，石油行業將會發生巨變。未來，石油工程師一定是一份很酷的工作，石油工程師需要具備油田勘探開發生產相應的專業知識，同時具備豐富的數字化知識。
物聯網、云計算、大數據技術將提升管理者對油田生產的洞察力和感知能力，機器人將代替過去人工繁重、枯燥的日常工作，1名石油工程師可能就可以承擔過去100名石油工人所承擔的工作任務。
可以想象，數字化變革即將重塑石油行業，作為石油人，此刻就必須要開始有所準備了。
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