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    物聯網重塑石油和天然氣管道監測的4種方式

    2019-10-23 08:40 物聯之家網

    導讀:無論是在上游、中游還是下游作業,管道都是石油天然氣行業不可或缺的一部分。

    圖片來源:https://pixabay.com/images/id-67304/

    編譯:iothome

    管道監測在業界并不是什么新鮮事,但是傳統的SCADA系統無法提供所需的精細化資產可見性。

    無論是在上游、中游還是下游作業,管道都是石油天然氣行業不可或缺的一部分。雖然被認為是運輸危險產品最安全、最快的方式,但這些關鍵資產也存在很多潛在問題。在產品流動和動態環境條件的影響下,管道容易受到多種結構破壞的影響,例如腐蝕、裂縫、泄漏和脫落就是最常見的問題。

    除了嚴重的產品損失之外,管道泄漏還會對環境和野生動物造成巨大的、不可逆轉的影響,同時威脅到工人和公共安全。根據2018年的一項研究顯示,僅在美國,液體管道事故每年造成的損失就高達3.26億美元,其中,1.4億美元屬于環境和補救費用。研究還顯示,識別事故通常需要9個小時,操作人員需要另外5個小時才能做出反應。

    精細化資產可見性

    面對更加嚴格的法規、價格波動,激進的環境運動以及向可再生能源轉變帶來的壓力,石油和天然氣行業被迫改變。具有前瞻性的公司越來越多地接受數字化,以更好地管理其資產并防止代價高昂的泄漏。管道監測在行業中并不新鮮,但是傳統的SCADA系統不能提供所需的精細化資產可見性。當涉及數百公里甚至數千公里長的管道時,了解每米都在發生了什么至關重要。

    許多管道系統始于地面網絡不可靠或根本不存在的偏遠勘探地點。因此,監測選項僅限于勞動密集型的人工檢查或昂貴的衛星網絡,而這兩種方式都無法以理想的精細程度收集數據。即使在可用的情況下,像移動和Wi-Fi這樣的地面連接也非常耗電,同時需要在端點上施加昂貴的數據計劃。通常,傳感器收集的數據量非常小,并且僅當數值超出預定義范圍時才需要發送消息。因此,傳統的數據計劃是多余的,這會增加實現和維護大規模監測網絡的成本。

    物聯網(IoT)采用了新的傳感器和通信技術,使資產監測變得比以往任何時候都更加容易和實惠,從而改變了游戲規則。尤其是低功耗廣域網(LPWAN),引入了一種低成本、高能效的方法來收集精細化遙測數據。由于其廣泛的范圍特性和星型拓撲結構,低功耗廣域網可以連接大規模、地理上分散的計量點,并且所需的基礎設施更少。私有低功耗廣域網在石油和天然氣領域最為理想,因為它的網絡覆蓋范圍可以靈活地適應公司在海上和無法到達區域的特定需求。

    與小型化,多感測智能傳感器配合使用,強大的低功耗廣域網可以解鎖與管道結構健康及其操作條件有關的大量關鍵信息。傳感器數據可以轉發到現場人機界面,以便立即采取應對措施,也可以轉發到中央管理系統和/或云平臺,以便進行長期存儲和分析。

    這種基于物聯網的管道監測網絡能夠以多種方式增強石油和天然氣運營實踐,以降低成本和停機時間,最大限度地減少環境足跡,并增強安全性和法規遵從性。

    1、加速故障排除和響應

    全天候洞察管道完整性意味著可以立即報告任何異?;蚱?。雖然壓力下降顯然表明存在泄漏,但其他傳感器參數可以幫助在嚴重泄漏或致命爆炸發生之前更早地確定管道的結構問題,例如,超聲波和聲波傳感器可以報告異常聲波,這些聲波暗示了裂紋的開始和擴散以及分層。同樣,磁傳感器可以檢測到由于腐蝕引起的管道壁厚變化。

    智能傳感器不僅能傳達早期損壞,而且還能傳達其位置和嚴重程度,以識別和加速所需的行動。最大限度地減少故障和修復之間的時間間隔,是最大程度地減少因產品泄漏而造成材料損失和污染的關鍵。另外,從一開始就發現損壞還簡化了維修流程,從而降低了與維修相關的成本和停機時間。

    2、啟用高級維護策略

    通過收集管道完整性和運行狀況的數據,甚至可以通過預測性維護策略來預測和預防故障。通過對以往故障模式的分析,可以開發缺陷增長預測和風險評估模型。除此之外,長期完整性惡化評估有助于計算管道的實際剩余使用壽命。這樣可以診斷結構性瓶頸,并進行戰略性維護和零件更換計劃,以規避損壞。(來源物聯之家網)預測性維護不僅有助于避免昂貴的計劃外停機,而且還有助于避免冗余的計劃內停機,而這些停機通常是公司采用推測性的、基于計劃的預防方法。

    3、自動化手動任務

    基于物聯網的狀態監測網絡減少了定期現場檢查的需要,并消除了手動記錄數據的麻煩。除了最大程度地減少人為錯誤之外,這還有助于節省成本并提高工人的生產力,因為他們可以專注于更重要的任務。減少現場訪問,特別是對偏遠地區的訪問,也減少了卡車的總出行時間,從而減少了燃料使用和二氧化碳排放。

    4、優化資產利用和未來設計

    物聯網傳感器數據使公司能夠分析和了解不同外部條件下的管道行為,包括結構載荷、天氣變化、土壤特性、濕度和酸堿度等。這些信息有助于改進未來的工程和施工實踐,以優化管道的有效使用壽命。此外,對于已經使用了幾十年的舊管道,傳感器數據可以驗證它們的完整性,以便繼續安全運行。

    物聯網的出現帶來了前所未有的資產可見性,并超越了傳統工業網絡的能力。部署物聯網解決方案不一定需要大量的前期投資,也不一定需要對棕色地帶系統進行危險、繁瑣的改造。像低功耗廣域網(LPWAN)這樣的新興無線解決方案和新的傳感器技術,可以很容易地以低成本將管道改造成支持物聯網的關鍵資產。更重要的是,物聯網管道監測網絡對運營效率、安全性和可持續性的直接影響將很快超過初始投資,并提升公司在油氣市場的競爭優勢。


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