石油和天然氣(O&G)生產(chǎn)高度復雜且不穩(wěn)定。海上鉆井平臺的偏遠和孤立使得海上石油和天然氣公司很難及時、準確地了解其正在進行的生產(chǎn)。這意味著操作人員常常不知道機器和流程變量何時不符合規(guī)定，這就有可能導致資產(chǎn)故障和代價高昂的停機時間。更糟糕的是，監(jiān)測能力不足可能導致災難性爆炸事件，從而給環(huán)境、工人生命和公司信譽造成沉重打擊。如今，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和下一代連接為可靠且經(jīng)濟高效的海上監(jiān)測帶來了無限商機。

[[318670]]

海上鉆井平臺監(jiān)測的連接性障礙

為了優(yōu)化效率和安全性，上游海上石油和天然氣生產(chǎn)需要對各種設備(管道、閥門、井口、儲罐等)和參數(shù)(溫度、振動、壓力、流速、腐蝕、氣體泄漏等)進行全天候監(jiān)測。因此，難怪海上石油和天然氣公司一直處于遠程監(jiān)測技術采用的最前沿。盡管如此，傳統(tǒng)的通信解決方案對于連接海上鉆井平臺上的大量不同資產(chǎn)來說要么是有限的、昂貴的，要么是繁瑣的。

諸如SCADA系統(tǒng)之類的有線基礎設施雖然是實時控制任務的理想選擇，但并不是為數(shù)據(jù)采集而設計的，因此不能用于遠程監(jiān)測。蜂窩移動連接在海洋中可能不存在。此外，鑒于石油鉆井平臺的龐大規(guī)模和復雜而密集的結構，建立網(wǎng)狀網(wǎng)絡往往是一項困難的工作。由于其無縫和無處不在，衛(wèi)星網(wǎng)絡已成為海上無線實施的最常見選擇。然而，高昂的成本意味著衛(wèi)星網(wǎng)絡主要涉及高帶寬語音和數(shù)據(jù)傳輸，同時只連接少數(shù)高價值的關鍵數(shù)據(jù)點。

由于缺乏經(jīng)濟高效且可擴展的通信解決方案，因此石油和天然氣公司公司過去常常嚴重依賴手動數(shù)據(jù)讀取和視覺檢查來監(jiān)測其大部分運營、設備和設施。不用說，這是非常低效和容易出錯的，同時使工人面臨重大的現(xiàn)場危險和危害。

物聯(lián)網(wǎng)和下一代連接的興起

低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)等新興物聯(lián)網(wǎng)連接解決方案正在重新定義海上石油和天然氣監(jiān)測的可能性。LPWAN為小型、低計算設備提供了廉價、低帶寬的無線網(wǎng)絡，它將成為大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡的主干，以匯聚來自無數(shù)端點的精細遙測數(shù)據(jù)。(來自物聯(lián)之家)簡單的星型拓撲結構加上廣泛的覆蓋范圍，使得LPWAN在大型、結構復雜的設施(如O&G平臺)中的物聯(lián)網(wǎng)部署中具有多種用途。特別是專有LPWAN，它允許公司靈活地調整網(wǎng)絡覆蓋范圍，以適應孤立、偏遠海上站點的獨特需求。

LPWAN—衛(wèi)星混合架構為海上石油和天然氣組織提供了一種高度可靠且經(jīng)濟高效的方法，可以從數(shù)百公里外主動監(jiān)測和管理海上基礎設施。來自分布式現(xiàn)場傳感器的數(shù)據(jù)通過LPWAN無線網(wǎng)絡在本地物聯(lián)網(wǎng)基站處聚合，然后使用衛(wèi)星網(wǎng)絡轉發(fā)到陸上集中指揮中心。有了這種架構，公司可以利用新的大量資產(chǎn)、環(huán)境和流程數(shù)據(jù)來全面了解其生產(chǎn)運行情況。

增強的可見性和監(jiān)督帶來了以下引人注目的好處：

1、資產(chǎn)維護

在數(shù)百種不同資產(chǎn)上安裝的智能傳感器報告了關鍵的運行變量，這些變量有助于揭示故障之前的異常情況。這使操作員可以在嚴重故障發(fā)生之前及時派遣人員進行檢查和維護，以最大限度地減少生產(chǎn)停機時間并優(yōu)化資產(chǎn)使用。

2、危險管理和工人安全

分布式環(huán)境傳感器持續(xù)檢查大氣中是否存在易燃氣體和有毒蒸汽。同時，24/7資產(chǎn)監(jiān)測有助于預測導致爆炸或海上溢油的災難性資產(chǎn)故障。在緊急情況下，可以及時觸發(fā)現(xiàn)場警報，以便立即采取應對措施，以保護工人并防止嚴重的、不可逆轉的災難發(fā)生。

3、設施管理

不斷收集和分析鉆機結構的各種數(shù)據(jù)(如應變、振動、裂紋聲等)和外部天氣狀況，以便對鉆機完整性進行可靠評估，以便早期診斷任何結構損壞。同樣，關鍵的基礎設施，如水密門和壓載艙也可以進行全天候監(jiān)測。

4、法規(guī)遵從性

有了完整的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，石油和天然氣公司管理人員可以有效地監(jiān)控和記錄法規(guī)遵循情況，以確保透明和符合標準的運營。

5、安全和訪問控制

無線傳感器可以識別受限區(qū)域的可疑活動，以加強現(xiàn)場安全。

總結

由于其資產(chǎn)密集和復雜性，油氣行業(yè)被認為從物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)中受益匪淺。連接大型設備和流程的能力使公司對其運營擁有前所未有的可見性和控制權。尤其是在海上平臺，新一代物聯(lián)網(wǎng)連接將遠程監(jiān)測和數(shù)字化提升到了一個新的水平，以提高效率和安全性，同時最大限度地減少人為干預。