羅克韋爾自動(dòng)化助力海上平臺無人化 引領(lǐng)油氣行業(yè)智慧變革

近期，羅克韋爾自動(dòng)化與斯倫貝謝的合資公司Sensia成功為中國一大型油氣企業(yè)提供一體化智慧解決方案，助力該企業(yè)打造海上無人平臺，實(shí)現(xiàn)降本增效和遠(yuǎn)程運(yùn)維，引領(lǐng)油氣行業(yè)智慧變革。

隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)的不斷突破和廣泛應(yīng)用，數(shù)字經(jīng)濟(jì)浪潮正在以前所未有的態(tài)勢席卷全球，成為發(fā)展的新引擎。數(shù)字時(shí)代，數(shù)據(jù)是生產(chǎn)要素，更是發(fā)展機(jī)遇。如何將新興技術(shù)靈活運(yùn)用到海上領(lǐng)域，進(jìn)一步促進(jìn)油氣行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型與升級，成為了行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

在降本增效需求的推動(dòng)下，海上無人平臺成為各大油氣巨頭爭相發(fā)力的重點(diǎn)之一。海上無人平臺的應(yīng)用可以有效降低海上油氣開采成本，并可通過自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對海上油氣田的遠(yuǎn)程操作，是海上數(shù)字化油田和智能油田建設(shè)的基礎(chǔ)。

作為中國領(lǐng)先的海上油氣生產(chǎn)運(yùn)營商，某石油企業(yè)大力發(fā)展建設(shè)無人值守平臺，引領(lǐng)海上油氣生產(chǎn)運(yùn)營邁入智能化和數(shù)字化時(shí)代。為此，該企業(yè)希望與數(shù)字化和智能化領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)合作，共同推動(dòng)國內(nèi)海洋油氣開發(fā)和智能化裝備研發(fā)制造領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展。

挑戰(zhàn)

海上無人平臺是海上石油勘探開發(fā)的一項(xiàng)新型助力設(shè)施，相較于傳統(tǒng)的有人平臺，海上無人值守平臺可為海上油氣資源開發(fā)提供更加安全、高效的解決方案，不僅可以降低海上操作運(yùn)營成本，還能減少人員安全事故。

但實(shí)現(xiàn)平臺的無人化并非易事。對于無人值守平臺而言，系統(tǒng)的可靠性和安全性顯得尤為重要。該企業(yè)希望引入的生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)不僅在數(shù)字化和智能化方面表現(xiàn)優(yōu)異，并且需要具備高可靠性和安全性。

同時(shí)，該企業(yè)希望通過對設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)人員對生產(chǎn)全過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測和遠(yuǎn)程操控管理，并能利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，完成對設(shè)備健康狀態(tài)的診斷管理和輔助決策，從而助力海上油氣田優(yōu)化管理流程和管理效率，實(shí)現(xiàn)降本增效。

解決方案

針對客戶的需求，Sensia為該油氣平臺量身設(shè)計(jì)了結(jié)合斯倫貝謝水平泵和羅克韋爾自動(dòng)化Logix控制器、PowerFlex 755T交流變頻器的一體化控制解決方案。

傳統(tǒng)的工業(yè)泵大約每年需要一次停機(jī)停產(chǎn)進(jìn)行全面拆機(jī)保養(yǎng)，每臺泵的維修保養(yǎng)大約需要2~3天。而斯倫貝謝水平泵采用模塊化設(shè)計(jì)，符合API 610生產(chǎn)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)要求，其最短連續(xù)工作時(shí)間為5年，在實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)壽命可達(dá)十幾年。這不僅減少了停機(jī)停產(chǎn)的時(shí)間，同時(shí)還降低了維保費(fèi)用。

不僅如此，水平多級離心泵獨(dú)有的復(fù)合聯(lián)軸器系統(tǒng)，可以吸收至少30%的機(jī)組振動(dòng)（泵運(yùn)行時(shí)，在基座上放置直立的硬幣，不會因振動(dòng)而滾動(dòng)/倒下），削弱了管線在往復(fù)泵應(yīng)用中常見的應(yīng)力問題，使機(jī)組平穩(wěn)生產(chǎn)，壽命更長。同時(shí)，水平泵的模塊化設(shè)計(jì)，在空間有限的環(huán)境下，可排列緊密，大幅縮小了地面設(shè)備尺寸。

水平泵的傳動(dòng)控制系統(tǒng)采用了羅克韋爾自動(dòng)化Logix控制器及PowerFlex 755T交流變頻器，可以幫助用戶充分利用資產(chǎn)和生產(chǎn)時(shí)間。它們具有諧波抑制、再生和通用總線解決方案的優(yōu)勢，并采用TotalFORCE?技術(shù)，通過對定位、速度和扭矩進(jìn)行精確地自適應(yīng)控制，實(shí)現(xiàn)出色的電機(jī)控制。

PowerFlex 755T變頻器借助有源前端技術(shù)，可提供內(nèi)置諧波抑制和功率因數(shù)校正功能。通過減少諧波失真的不利影響，達(dá)到提高能源效率、降低能源成本，并盡量減少工廠車間的配電問題。而且PowerFlex 755T變頻器還可持續(xù)監(jiān)控運(yùn)行，根據(jù)專利算法預(yù)測變頻器組件的剩余壽命，并將信息及診斷數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)提供給控制系統(tǒng)，用戶可以在必要時(shí)采取預(yù)防性措施。

自適應(yīng)控制是TotalFORCE技術(shù)的關(guān)鍵組成部分。系統(tǒng)通過負(fù)載觀測器、母線觀測器監(jiān)控隨時(shí)間變化的機(jī)器特性，并自動(dòng)補(bǔ)償發(fā)生的變化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中自適應(yīng)整定。自適應(yīng)控制具備先進(jìn)的自我監(jiān)控功能，可有效減少調(diào)試時(shí)間和機(jī)械磨損，提高正常運(yùn)行時(shí)間，且大大減少占用空間，實(shí)現(xiàn)市場領(lǐng)先的功率密度。

效果

在Sensia水平泵控制一體化解決方案的幫助下，該海上平臺操作人員可對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制，并可根據(jù)設(shè)備自身提供的大數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)，在實(shí)現(xiàn)無人化的同時(shí)，平臺綜合運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用預(yù)期可減少約15%，大大降低了人工和停機(jī)維修成本。

秉持著安全可靠、降本增效的目標(biāo)，該一體化解決方案進(jìn)一步增強(qiáng)了多級水平離心泵設(shè)備及系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性及診斷等功能，為客戶的油氣生產(chǎn)、礦場地面/井下排水等多個(gè)化工流程節(jié)約了成本，同時(shí)也改變了現(xiàn)有海上油氣田生產(chǎn)操作方式，成功實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理、降低配電干擾等應(yīng)用，讓海上石油人告別“出海不著家”的現(xiàn)狀，助力海上油氣生產(chǎn)運(yùn)營邁入智能化和數(shù)字化時(shí)代。

當(dāng)前，石油行業(yè)的數(shù)字化變革正在為油氣勘探開發(fā)生產(chǎn)帶來極大的推動(dòng)力。未來，依托斯倫貝謝公司深厚的油氣領(lǐng)域知識和羅克韋爾自動(dòng)化公司專業(yè)的自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化技術(shù)，Sensia將繼續(xù)致力于為油氣行業(yè)提供綜合自動(dòng)化、數(shù)字化及計(jì)量解決方案，推動(dòng)海上油氣平臺加速向數(shù)字化和無人化方向轉(zhuǎn)型，助力油氣生產(chǎn)更加智慧高效。