24 октября 2023
Роботизация в нефтегазовой индустрии: применения, вызовы и успешные примеры внедрения
Роботизация – одна из ключевых технологий, которая оказывает значительное влияние на нефтегазовую отрасль. Первые шаги в использовании роботов в этой промышленности были предприняты еще в 1950-х годах. Однако их широкое применение стало возможным лишь с развитием передовых технологий в сфере аккумуляторов большой емкости, легких двигателей и высокотехнологичной электроники. В наши дни роботы и автоматизированные системы занимают важное место в процессах добычи, транспортировки и обработки нефти и газа. Согласно прогнозу GlobalData рынок промышленных роботов для нефтегазовой отрасли будет расти со среднегодовым приростом 30% и достигнет $568 млрд к 2030 году.
В данной статье мы подробно рассмотрим разнообразные типы промышленных роботов, их практическое применение, какие преимущества и ограничения сопутствуют этим инновациям. Кроме того, мы приведем успешные примеры внедрения робототехники в ведущих нефтегазовых компаниях.
Виды промышленных роботов и их применение
Разнообразные виды роботов в нефтегазовой отрасли находят применение в широком спектре задач. Преимущественно они применяются для инспекции, технического обслуживания и ремонта. Основным преимуществом роботов в этой области является их способность выполнять операции, которые представляют серьезные опасности для человека, такие как тушение пожаров и поиск утечек газов. Кроме того, роботы позволяют автоматизировать монотонные и повторяющиеся задачи, такие как сбор данных с датчиков, исключая возможность человеческих ошибок.
Существуют также специализированные роботы, предназначенные для исследования внутренних структур трубопроводов. Некоторые из них перемещаются по внутренней поверхности труб на колесах или гусеницах, в то время как другие способны отталкиваться от стенок и выполнять работы даже в условиях, когда труба заполнена нефтью или газом.
Всех роботов можно разделить на 3 основные группы:
- Наземные. Наземные роботы широко используются в разнообразных задачах нефтегазовой отрасли. В зависимости от требований к мобильности и нагрузке, они могут быть колесными, гусеничными или педипуляторными. Эти устройства находят применение в инспекции и обслуживании оборудования, пожаротушении, мониторинге окружающей среды, а также в автономных системах для бурения и добычи углеводородов. Наземные роботы способствуют безопасности персонала и позволяют выполнять работы в труднодоступных и опасных условиях.
- Воздушные. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) сегодня стали неотъемлемой частью нефтегазовой отрасли. Они способны проводить аэрофотосъемку для мониторинга месторождений и инфраструктуры, а также выполнять визуальные инспекции и анализ состояния трубопроводов и сооружений. БПЛА делятся на два основных типа:
- Мультироторные: Мультироторные дроны обладают высокой маневренностью, поднимаются и садятся вертикально, что особенно важно в ограниченных пространствах. Они способны оставаться в воздухе на одном месте, что полезно при фотосъемке и проведении различных измерений.
- Самолетного типа: БПЛА данного типа могут проводить длительные полеты и охватывать большие территории.
- Подводные. Эти устройства могут работать как под управлением оператора, так и в режиме полной автономии. В эксплуатации подводных нефтегазовых месторождений они играют ключевую роль. Подводные роботы выполняют инспекцию, обслуживание и ремонт на больших глубинах. Они оборудованы камерами и специализированными инструментами, что позволяет вести визуальный мониторинг и проводить операции на морском дне. Эти роботы снижают риски для работников и помогают сократить расходы на обслуживание подводных месторождений.
Примеры использования роботов в нефтегазовой отрасли
В конце 2021 года компания Nabors Industries в сотрудничестве с ExxonMobil испытала первую в мире полностью автоматизированную наземную буровую установку PaceR801. Эта инновационная установка оснащена специальным роботом, способным автоматически поднимать сегменты буровых труб и надежно крепить их к буровой колонне. Это технологическое решение ускоряет процесс соединения труб и, соответственно, повышает скорость бурения. В конце 2022 года, Nabors Industries представила решение для установки роботов на уже действующие буровые установки, что полностью исключает необходимость присутствия персонала на буровых вышках и значительно снижает риск травматизма.
Другой ведущий участник рынка, компания BP, применяет четвероногого робота Spot от Boston Dynamics на своей нефтяной платформе в Мексиканском заливе. Робот автономно перемещается по платформе, считывает данные с датчиков, осуществляет мониторинг состояния платформы и обнаруживает признаки коррозии, а также способен обнаруживать утечки метана. Применение робота позволяет значительно сократить количество персонала на платформе, обеспечивая более безопасные условия работы. Кроме того, робот существенно экономит время сотрудников, которые могут более продуктивно проводить анализ данных и принимать обоснованные решения.
Компания Saudi Aramco из Саудовской Аравии использует дроны всех трёх типов:
- Наземные роботы используются для проверки и технического обслуживания оборудования, считывания показаний приборов и выявления утечек газа. В 2019 году компания внедрила пожарного робота, который устойчив к взрывам и оборудован несколькими тепловизионными камерами, детектором газа и системой подачи воды для тушения пожаров в непосредственной близости от источника.
- Воздушные дроны используются для проверки факелов, резервуаров, наземных сооружений, аэрофотосъёмки и мониторинга окружающей среды. Некоторые из них оснащены системами потоковой передачи видео в реальном времени, что оказывается крайне полезным в чрезвычайных ситуациях. Дроны также применяются для выявления утечек метана. С помощью специального устройства БПЛА может не только определить источник утечки, но и определить количество утекающего газа.
- Подводные роботы применяются для мониторинга состояния своих подводных активов, таких как трубопроводы, кабеля и бетонные конструкции. Эти роботы передают высококачественные изображения в реальном времени, что существенно улучшает возможности контроля и обслуживания подводных месторождений.
Роботизация стала неотъемлемой частью нефтегазовой индустрии. Внедрение роботов позволяет улучшить рабочие условия, сократить риски для персонала, а также значительно повысить производительность и качество операций. Однако эти преимущества также сопряжены с определёнными сложностями:
- Высокие затраты на внедрение. Переход к автоматизированным системам и роботизации требует значительных финансовых инвестиций. Покупка и установка роботов, а также обновление существующего оборудования, могут стать финансовой нагрузкой для компаний.
- Сложности в обслуживании и обучении персонала. Внедрение новых технологий требует специальных знаний и навыков у персонала. Обучение сотрудников и обслуживание автоматизированных систем могут потребовать дополнительных ресурсов и времени.
- Проблемы с безопасностью. Работа роботов может создавать риски для безопасности как для самих роботов, так и для рабочих. В частности применение БПЛА сопряжено с риском его падения, соответственно необходимо принять меры чтобы он не повредил оборудование и не нанёс травм сотрудникам.
- Кибербезопасность. Роботизация предполагает широкое использование цифровых технологий, что может сделать системы уязвимыми к кибератакам. Защита данных и обеспечение безопасности важны, но сложны и дороги.
- Сложности в адаптации к изменениям. Быстрые изменения и автоматизация могут создавать проблемы для компаний, которые могут оказаться неготовыми к адаптации к новым решениям и процессам
Эти проблемы требуют внимательного изучения и разработки стратегий, которые позволят максимизировать преимущества автоматизации, минимизируя её негативные последствия.
Несмотря на многочисленные вызовы и сложности, связанные с роботизацией в нефтегазовой отрасли, внедрение автоматизированных систем и робототехники остаётся ключевой составляющей будущего этой промышленности. Сегодняшние достижения в робототехнике лишь предвещают будущее, где автоматизация будет играть все более значительную роль в нефтегазовой промышленности. Поэтому инвестирование в разработку и внедрение роботизированных систем представляет собой не только рациональный выбор для компаний, но и важный шаг в направлении устойчивого развития отрасли.
Хотите узнать больше о внедрении цифровых технологий в нефтегазовой отрасли? Тогда регистрируйтесь на нашу онлайн-конференцию DIGITAL OIL&GAS EURASIA, посвящённую цифровой трансформации нефтегазовой отрасли, которая пройдёт 15-16 ноября.