IoT đang thay đổi việc quản lý đường ống dẫn dầu & khí như thế nào?

Các mạng giám sát dựa trên IoT có thể cải thiện các hoạt động quản lý đường ống dẫn dầu và khí đốt để giảm chi phí và thời gian chết, giảm thiểu dấu chân môi trường, tăng cường an toàn và đảm bảo tuân thủ quy định.

0

Đường ống là một phần không thể thiếu của ngành công nghiệp dầu khí, cho dù trong các hoạt động tại thượng nguồn, trung lưu hoặc hạ nguồn. Mặc dù được coi là cách an toàn nhất và nhanh nhất để vận chuyển các chất độc hại, những tài sản quan trọng này không có lỗi. Dưới ảnh hưởng tiến bộ của dòng vật liệu và điều kiện môi trường năng động, đường ống dễ bị hỏng hóc nhiều cấu trúc. Ăn mòn, vết nứt, rò rỉ và gỡ lỗi là một trong những vấn đề phổ biến nhất.

Bên cạnh việc mất sản phẩm đáng kể, rò rỉ đường ống có thể gây ra những tác động to lớn, không thể đảo ngược đến môi trường và động vật hoang dã trong khi đe dọa an toàn công nhân và công cộng. Theo một nghiên cứu năm 2018, chỉ riêng ở Mỹ, các vụ tai nạn đường ống lỏng đã gây thiệt hại đáng kinh ngạc $326 triệu mỗi năm. 140 triệu đô la trong số này được quy cho chi phí khắc phục môi trường và khắc phục. Nghiên cứu cũng tiết lộ rằng thông thường phải mất 9 giờ để xác định một vụ tai nạn và 5 giờ nữa để các nhà khai thác phản hồi.

Thách thức của tầm nhìn tài sản dạng hạt

Đối mặt với áp lực ngày càng tăng từ các quy định nghiêm ngặt hơn, biến động giá cả, biến động môi trường mạnh mẽ và thay đổi mô hình theo hướng tái tạo, ngành công nghiệp dầu khí buộc phải thay đổi. Các công ty tiên phong đã ngày càng chấp nhận số hóa để quản lý tốt hơn tài sản của họ và ngăn chặn các sự cố tốn kém. Giám sát đường ống không phải là mới trong ngành, nhưng các hệ thống SCADA truyền thống không thể cung cấp khả năng hiển thị tài sản chi tiết cần thiết. Khi nói đến hàng trăm, nếu không phải là hàng ngàn km đường ống, việc biết những gì xảy ra trên mỗi mét là rất quan trọng.

Nhiều hệ thống đường ống bắt đầu tại các địa điểm thăm dò từ xa nơi mạng lưới mặt đất không đáng tin cậy hoặc hoàn toàn không có. Do đó, các tùy chọn giám sát bị giới hạn trong kiểm tra thủ công sử dụng nhiều lao động hoặc đăng ký vệ tinh đắt tiền, cả hai đều không cho phép thu thập dữ liệu ở mức độ chi tiết mong muốn. Ngay cả khi có sẵn, kết nối mặt đất như di động và Wi-Fi vẫn ngốn điện trong khi áp dụng các gói dữ liệu đắt tiền trên các điểm cuối. Điều này làm cho chi phí thực hiện và duy trì một mạng lưới giám sát quy mô lớn làm nản lòng nhiều công ty.

Internet of Things (IoT) với các công nghệ cảm biến và truyền thông mới đang thay đổi cuộc chơi bằng cách giúp việc giám sát tài sản trở nên dễ dàng và giá cả phải chăng hơn bao giờ hết. Cụ thể, các mạng diện rộng công suất thấp (LPWAN) giới thiệu một cách tiếp cận hiệu quả về năng lượng, chi phí thấp để thu thập dữ liệu đo từ xa dạng hạt. Nhờ phạm vi rộng và cấu trúc liên kết sao, LPWAN có thể kết nối các điểm đo sáng phân tán lớn, theo địa lý với ít cơ sở hạ tầng hơn. LPWAN tư nhân là lý tưởng trong bối cảnh dầu khí vì phạm vi phủ sóng của mạng có thể được điều chỉnh linh hoạt cho các công ty có nhu cầu cụ thể tại các địa điểm xa bờ và không thể tiếp cận.

Cùng với các cảm biến thông minh thu nhỏ, đa cảm biến, LPWAN mạnh mẽ mở ra vô số thông tin quan trọng liên quan đến sức khỏe cấu trúc của đường ống và điều kiện vận hành của chúng. Dữ liệu cảm biến có thể được chuyển tiếp đến HMI tại chỗ để đối phó ngay lập tức, cũng như hệ thống quản lý trung tâm và / hoặc nền tảng đám mây để lưu trữ và phân tích dài hạn.

Một mạng lưới giám sát hỗ trợ IoT như vậy có thể tăng cường thực hành quản lý đường ống dẫn dầu và khí theo nhiều cách khác nhau để giảm chi phí và thời gian chết, giảm thiểu dấu chân môi trường và tăng cường an toàn và tuân thủ quy định.

Tăng tốc phản hồi và khắc phục sự cố

Có cái nhìn sâu sắc về tính toàn vẹn của đường ống suốt ngày đêm có nghĩa là bất kỳ sự bất thường hoặc sai lệch nào cũng có thể được báo cáo ngay lập tức. Mặc dù áp suất giảm rõ ràng cho thấy rò rỉ, các thông số cảm biến khác có thể giúp xác định các vấn đề cấu trúc của đường ống sớm hơn nhiều – trước khi xảy ra sự cố tràn nghiêm trọng hoặc gây thương vong. Ví dụ, cảm biến siêu âm và âm thanh có thể báo cáo các sóng âm thanh bất thường cho thấy sự khởi đầu và phát triển vết nứt cùng với sự phân tách. Tương tự như vậy, cảm biến từ có thể phát hiện sự thay đổi độ dày thành ống do ăn mòn.

Cảm biến thông minh có thể giao tiếp về không chỉ thiệt hại ở giai đoạn đầu mà còn cả vị trí và mức độ nghiêm trọng của nó để xác định và tăng tốc các hành động cần thiết. Giảm thiểu thời gian trôi qua giữa sự cố và khắc phục là chìa khóa để giảm thiểu tổn thất vật chất và ô nhiễm do các sản phẩm phát tán ra môi trường. Phát hiện thiệt hại từ đầu cũng đơn giản hóa việc bồi thường, dẫn đến giảm chi phí và thời gian chết.

Kích hoạt chiến lược bảo trì nâng cao

Bằng cách thu thập dữ liệu về tính toàn vẹn của đường ống và các điều kiện hoạt động theo thời gian, các thất bại thậm chí có thể được dự đoán và ngăn ngừa bằng các chiến lược bảo trì dự đoán. Phân tích các chế độ trục trặc trước đây cho phép phát triển các mô hình dự báo tăng trưởng và dự báo rủi ro. Trên hết, đánh giá suy giảm tính toàn vẹn dài hạn hỗ trợ tính toán tuổi thọ thực tế còn lại của một đường ống. Điều này cho phép chẩn đoán các tắc nghẽn cấu trúc bên cạnh kế hoạch chiến lược bảo trì và thay thế một phần để tránh thiệt hại. Bảo trì dự đoán không chỉ giúp tránh mất điện ngoài kế hoạch mà còn có thời gian ngừng hoạt động dự kiến mà các công ty có phương pháp dựa trên lịch trình muốn ngăn chặn.

Tự động hóa các tác vụ thủ công

Mạng theo dõi tình trạng dựa trên IoT giảm bớt nhu cầu kiểm tra hiện trường thường xuyên và loại bỏ việc ghi dữ liệu thủ công. Bên cạnh việc giảm thiểu lỗi của con người, điều này góp phần tiết kiệm chi phí và cải thiện năng suất của người lao động vì họ có thể tập trung vào các nhiệm vụ quan trọng hơn. Giảm lượt ghé thăm tại hiện trường, đặc biệt là đến các địa điểm xa, cũng giảm tổng thời gian của các chuyến đi bằng xe tải, do đó hạn chế sử dụng nhiên liệu và lượng khí thải CO2.

Tối ưu hóa việc sử dụng tài sản và thiết kế hệ thống trong tương lai

Dữ liệu cảm biến IoT cho phép các công ty phân tích và hiểu các hành vi đường ống trong các điều kiện bên ngoài khác nhau bao gồm tải trọng kết cấu, thay đổi thời tiết, đặc điểm đất, độ ẩm và độ pH. Thông tin này là công cụ để cải thiện thực hành kỹ thuật và xây dựng trong tương lai để tối ưu hóa tuổi thọ hiệu quả của đường ống. Hơn nữa, đối với các đường ống cũ đã hoạt động được vài thập kỷ, dữ liệu cảm biến có thể xác nhận tính toàn vẹn của chúng để tiếp tục vận hành an toàn.

Sự ra đời của IoT cho phép khả năng hiển thị tài sản chưa từng có vượt xa khả năng của các mạng công nghiệp thông thường. Việc triển khai một giải pháp IoT không cần thiết phải đầu tư trả trước đáng kể hoặc những thay đổi nguy hiểm, cồng kềnh trong các hệ thống brownfield. Các giải pháp không dây mới nổi như LPWAN và các công nghệ cảm biến mới có thể dễ dàng được trang bị thêm cho các tài sản kế thừa quan trọng cho phép IoT như đường ống với chi phí thấp. Quan trọng hơn, tác động ngay lập tức của mạng lưới giám sát IoT đến hiệu quả hoạt động, an toàn và bền vững sẽ sớm vượt xa chi phí ban đầu và thúc đẩy các công ty cạnh tranh trên thị trường dầu khí.

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây