公司新闻 火狐体育app:开发油气资产的实时数字孪生以优化运营和维护 来源:火狐体育最新官网登录入口 作者:火狐体育app 发表时间: 2022-12-06 11:59:34

  2014年,当油价大幅下跌时,许多石油和天然气运营商发现其运营效率低下,并开始寻找改善其效率低下的方法和途径,以提高运营的经济性。

  有鉴于此,国际能源署在非洲的一家大型炼油厂的总经理说:“我们需要增强我们驾驭周期的能力,成本不会下降,因此利用数字化创造尽可能多的效率非常重要。”

  国际能源署在其2017年数字化与能源报告中评估,运营商采用数字技术可将生产成本降低约20%。

  此外,普华永道的Strategy&估计,到2025年,在上游石油和天然气行业应用数字技术可在资本支出和运营支出方面累计节省1000亿至1万亿美元。

  此外,普华永道Strategy&部门的数字运营研究发现,行业内的领导者预计,在未来5年内,由于产量增加和项目启动时间缩短,采用数字技术将带来10%的收入增长,此外,由于运营效率的提高,成本也降低了8.5%。

  因此,我们发现,石油天然气行业内数字技术的应用和采用,包括用于维护的预测分析、机器学习、人工智能、用于检查的无人机和机器人、数字孪生等,已被确定为降低运营商每桶石油生产成本的驱动因素,以及提高运作效率。

  在运营商将采用的这些数字技术中,数字孪生是一种很有前途的技术,能够提高运营商资产的生产率、可维护性和可靠性,并提高现场运营和项目的经济性。

  尽管“数字孪生”一词在石油和天然气行业似乎是一个越来越流行的短语,但大多数解释仅限于实物资产的三维可视化。

  数字孪生是潜在或实际物理资产的数字或虚拟表示,它集成了人工智能、机器学习和软件分析,以从物理模型创建实时/动态活体数字模型。

  数字孪生可以进一步发展成为一个活的、功能性的、智能化的数字模型,以提供有关实物资产运营的实时数据,以便对其进行充分有效的管理。

  挪威最大的石油和天然气运营商Equinor已经创建了Johan Sverdrup海上油田的数字孪生子公司,以解决故障排除和流程改进问题。

  壳牌尼日利亚勘探与生产公司(SNEPCO)尼日利亚近海邦加油田的运营商已生成邦加主FPSO的数字孪生装置,可用于实际确定优先检查的关键区域,优化维护和维修,减少人员进行物理检查的必要性,减少他们暴露在不必要的风险中。采用这项技术还将通过利用表征实际剩余疲劳寿命的实际估计,而不是过度保守的估计,实现安全寿命延长。

  然而,尽管有几家勘探与生产公司在运营中采用了数字技术,普华永道的Strategy&开展的2020年数字运营调查显示,尽管作为运营商采用数字技术会带来好处,但大量运营商仍然是数字新手。图1显示了包括石油和天然气行业在内的多个行业的数字运营成熟度。

  类似地,如果我们将石油和天然气运营商进一步分成不同的数字孪生级别,如下图2所示,他们可以分成这5个数字孪生级别中的一个。

  在第2级,来自工厂内设备的物理和物联网传感器的数据(包括温度、压力、流量参数)实时输入到开发的数字孪生模型中。

  在第3级,通过机器学习和人工智能将预测性维护和操作优化算法等纳入数字孪生模型,以提供实时进行的进一步评估和模拟。

  因此,我们的目标是看到仍处于0级的大量运营商通过数字转型过程逐步迁移到4级,在3级,他们可以完全自主,或半自主。

  本文的目的是通过采用基于位置的监控应用程序,简要介绍如何生成油气设施的活体和智能数字双模型,该应用程序将通过基于位置的智能实现地图和实时仪表板上数据的正确可视化。

  任何涉及生成工程图纸和模型的工作流都必须从数据收集开始。如下图4所示,通过3D激光扫描仪捕获数据是一种可以从资产中收集数据并用于生成新的竣工图和精确的设施3D模型的方法。此方法比其他传统技术更快,尤其是在没有现有图形的情况下。

  这也是一种从非常大的区域(如海上或陆上的石油和天然气平台以及炼油厂)准确收集数据的经济高效的方法。

  3D激光扫描仪测量3D坐标,并具有在给定时间使用激光精确收集大量数据阵列的能力,然后生成点云。

  为了解释3D扫描仪从现场接收到的原始数据,必须对数据进行处理。为了处理生成的数据,可以部署不同类型的软件。其中包括Topcon Magnet拼贴软件和Autodesk Recap的使用。

  Topcon Magnet Collage是Topcon开发的直观灵活的软件,能够处理和分析GLS 2000和任何其他3D激光扫描仪品牌的点云数据。该软件的主要功能之一是处理原始扫描所需的时间,包括其易于工作流应用程序处理和分析原始数据,包括现场的点云和全景图像。

  Recap代表现实捕获,是Autodesk开发的一种点云处理软件。它是一个用于智能模型创建的三维扫描软件。

  处理数据并生成三维点云模型后。下一步将是开始设计一个基于Magnet Collage中产生的精确点云的3D模型。Topcon与Clearedge 3D联合,为最终用户提供一个名为EdgeWise的特征提取软件,该软件的优点是加快了创建设施智能3D模型的过程。

  该建模软件可以对竣工结构、管道、墙壁、导管、导管和电缆桥架进行建模。与其他传统手动建模方法相比,该软件的主要特点是能够显著缩短建模时间,这是因为该软件采用了先进的计算机视觉算法和模式匹配技术,能够自动提取特征。此功能有助于节省项目时间,据报道,与使用其他传统手动建模软件相比,客户节省了超过70%的项目时间。

  Bruce是一个数字孪生技术解决方案,用于集成CAD、BIM、GIS、物联网、点云/激光雷达、多媒体数据以及其他空间和非空间数据,以用于设施和资产管理。

  Bruce提供了现代数字版的“地点方法”或“记忆宫殿”,使视觉数据导航和“事物管理”的概念对每个人都可用。

  它不仅为石油和天然气行业,而且为建筑、工程、建筑、农业等行业实现了复杂的数据集成、可视化、分析和机器学习。

  XMpLant是一种数据交换工具,具有与主要工厂和工艺设计系统的接口,可与Bruce集成,以创建一个活生生、呼吸完整的石油和天然气资产模型,并可包括来自SCADA和其他物联网传感器的媒体和实时数据馈送,以在单个基于云的用户界面中提供多个设施的3D仪表板。

  借助所述的数字孪生工作流程,可以开发油气设施的活体智能和基于位置的数字孪生模型,使运营商能够通过数字转换过程从数字孪生0级迁移到最低3级。

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