长庆油田生产现场来了很多高科技大咖,上有无人机,下有机器人,它们不仅智商高,而且任劳任怨,全天候不间断在井场巡查,减轻了员工劳动强度,提高了工作效率,还保证了油气田安全——

  7月3日,在长庆油田第四采气厂苏54-1站,大家围着一个稀罕物——智能巡检机器人啧啧称赞。智能机器人能干什么?干得怎样?油田智能化建设有哪些亮点?

  大数据登场:智能化油田现雏形

  长庆油田的智能化发展,走过了从小到大,从局部到整体,从低端到高端的一步步深化。

  在长庆油田率先实施数字化管理的西峰油田、白豹油田和苏里格气田,数字化的主要功能就是能通过远程监控,观察作业现场的工况,并实现油气井部分生产数据的自动生成和传输。

  2011年以来,长庆油田广泛利用先进的信息化技术,积极融入“互联网+”,促使企业科研工作方式从传统的“人工+计算机”向“数字化、智能化”的“大数据”升级,企业的科研组织模式也从以往的“单兵单行业作战攻关”向“全领域攻关协同共享”跨越。在数字化建设上,从资源、环境、决策支持3个方面,满足了大油田现代化管理研究和发展需求,提升全行业数字化应用水平。在资源上,建立了具有海量数据值、多条数据链的“数据服务中心”。在环境上,建成了以软件接口、studio定制为核心的协同共享网络。在决策支持上,建成了“标准化、实时化、可视化”为主题的场景式系统。

  如今,数字化技术不但成为长庆油田生产离不开的管理利器,更给员工帮上了大忙。目前,通过信息系统的不断完善,数字化不但能替一线员工看井、查夜、收集数据,还让一线员工工余时间随时随地用手机免费上网,享受城市人的生活。

  过去,数字化监控设施都是在固定位置设置。如今,通过在拉油罐车上装监控设施,在油气井站、输油气管道等需要定时定点巡查的关键点设立指纹录取点,给巡逻人员工服上安装GPS定位装置,让所有动态运行的工作都实现了无盲区监控,大大提高了管理效率。借助“互联网+”,通过手机APP及建立微信群、QQ群和新媒体等,长庆油田每位员工的手机,都变成了学习培训的 “新课堂”及交流信息的新场所。

  特别是数字化服务通过地面向地下的延伸,长庆油田目前已整合集成钻井、录井、测井、试油气、分析化验、油气生产等19个类别的基础数据2亿多条。长庆油田勘探开发研究院院长赵继勇说:“数字化技术的广泛应用,不要说地面直观的情况,就是上千公里外数千米地下的油气藏构造,我们也能看得一清二楚。”

  无人机巡井:油气区维护装“天眼”

  作为我国目前最大的油气田,长庆油田从年产油气当量3000万吨到5000多万吨,管理油水气井由3万多口猛增到近10万口,用工却没有增加。在井多人少的情况下,长庆油田紧紧把握“创新强企、创新增效、创新解难”的原则,2014年开始,在全国石油系统首推无人机巡井工程,有效解决了油田管线多、站点多、人员少、地面环境复杂给巡井带来的困难。

  长庆油田的无人机巡井首先在陇东、陕北等油区开始。“以往人工巡视一天完成的工作量,现在无人机助阵,1个小时就能完成,效率提高了十几倍。”作为华庆油田第一批无人机“驾驶员”,张章满心喜悦地说,“管道巡护配上这样‘高大上’的巡护工具,等于给我们采油工装上鸟瞰油区的‘天眼’。”

  参与苏里格气田开发、年产气量从2006年的1.5亿立方米猛增到目前的53亿立方米、12年增长了30多倍的长庆采气四厂,技术探索和创新的步伐从未止步,从集气站员工值守到夜间无人值守,再发展到全天无人值守,由数据自动采集、自动传输发展到井场图片实现无线电传输,再创新利用无人机技术实现视频和数据传输,解决了苏里格气田气井数量快速攀升与巡线巡井人员少的矛盾。

  长庆采气四厂使用的无人机巡井,单次飞行可完成集气站所管辖方圆10公里内的巡井、巡线、巡路作业,可巡护井组40余个、管线30余条,可实现单架次4个小时不间断飞行。特别在搭载了双光(可见光+红外)摄像仪后,还能突破性地进行夜间巡检,实现了无人机巡井的全天候不间断。一个作业区近千口气井可以用一架无人机完成全部巡井作业。

  通过无人机巡航,高效实现了气区范围内气井、管线、道路的巡查,使发现影响生产的外在因素无处遁藏,且发现问题的时间大大缩短。通过井、站、线中安装好的各类数控模块,第一时间就能准确无误地通过光纤、电台、4G网络等,将天然气生产中温度、压力、流量等重要数据同步传输到数字化平台,并按照管理人员预设的参数范围,实现自动预警、自动开关,解决了天然气日常生产中的常规调控,使得传统的人力成本大大降低,并可以更加有效地发挥人力在应急保障和具体问题集中处理的作用。

  目前,长庆油田的无人机巡井已应用到油气区治安巡查,井站、输油气管线安全及泄漏监控等多个方面。

  机器人巡站:人工智能成现实

  长庆油田生产环境复杂,生产现场点多面广,特殊地带的油气井、道路、管线巡护可以利用无人机进行,但数以千计的采油站、增压点、集气站、联合站等生产场地的点对点地面巡护,无人机就变得有些力不从心了。

  面对气田地面集气站监控管理及数据采集等存在的问题,在中国石油系统机器人巡站还处在一片空白的情况下,长庆采气四厂又把开发巡站机器人纳入新的智能攻关计划。本着能实现自动巡检、远程遥控巡检、工艺运行参数自主读取并诊断分析工况等功能,经过前期广泛考查、论证、自主设计,历经4个月攻关,委托有关厂家生产出了中国石油首台符合气田生产工艺的智能化巡站机器人。

  智能化巡站机器人以电池四轮驱动,配置360度智能日夜视摄像头,装载有气体检测仪、拾音器,搭配了先进的传感和避障模块,实现了声、光、气三项巡检数据收集和各类风险的预警。同时,能够适应油气田的各种恶劣环境和天气,可在零下30摄氏度至60摄氏度的极端天气,以及风沙、暴雨、气体泄漏等恶劣条件下按程序和指令作业。机器人巡站将传统的人工定期巡护转变为定点不间断巡护,不仅大幅提高了工作效率,而且降低了人工成本。

  谈到无人机巡井和机器人巡站,长庆采气四厂作业四区综合维修队数字化运维岗的潘云说,最大的好处是省事。原来巡井最少需要一辆车一名员工和一名司机,往返需要几个小时。现在有了无人机,方便多了。无人机查出问题后,调控中心有针对性地安排人员直接去维护气井、道路或者管线。

  智能化巡站机器人的使用,由过去同一时间内两个人巡检一座站到一个人通过监控系统巡检多座集气站,效率提高近10倍,每台机器人每年将为企业节约费用210多万元。

  目前,长庆油田在采气厂、采油厂大范围试用机器人巡站。潘云说:“原来感觉实现不了的事情,现在一步步变为现实,以后也许采气工就变成机器人操控手了。”

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  智能机器人有哪些过人之处

  智能化巡站机器人集搭载视频、声音、气体浓度等多种检测设备于一体,可全面完成检查判断集气站工艺流程的故障预警、设备阀门完好与否、输气管道是否跑冒滴漏等工作内容,对集气站进行全面无人化巡护作业。

  【工作模式】有自动巡检和遥控巡检两种模式。自动巡检模式下,机器人按照设定路线巡检后,将巡检的各类信息进行自动处理并对比分析。发现异常信息,机器人会立即将其传输至监控中心,报警提示供值班人员在第一时间查看。遥控巡检模式下,通过监控中心发送控制指令,机器人将巡站信息实时传输至监控中心,使集气站工作状况一目了然。

  【强大功能】智能化巡站机器人能适应苏里格气田各种外部环境,在风沙、暴雨、气体泄漏等恶劣和极端条件下可按程序和指令实现有效作业,且在零下30摄氏度至60摄氏度正常工作。同时,机器人可搭载红外成像仪、气田检测仪等设备,实现对作业现场气体浓度、设备温度、设备声音的自动读取和传输,并采集基础的图像数据,实现压力表、阀门、温度计、液位计自动识别和数值转换,实现了全天候监控和数据自动生成。

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