№ слайда
|
Название слайда
|
Текст
|
| Автоматизация и робототехника в отрасли транспорта и хранения нефти и газа
| Автоматизация и робототехника в отрасли транспорта и хранения нефти и газа
|
|
Введение
|
В связи с сокращением ресурсов и ростом спроса на нефтепродукты нефтегазовая промышленность вынуждена переосмыслить свои нынешние возможности для автоматизации процесса.
Новые нефтяные месторождения, часто расположенные в экстремальных условиях, создают критические проблемы как для человека, так и для атмосферы.
Работы, которые повторяются, являются грязными и небезопасными и требуют высокой степени точности, уже автоматизированы в нефтедобывающей промышленности
|
| Автоматизация технологических процессов нефтегазового производства |
В основе автоматизации технологических процессов нефтегазового производства лежит отстранение персонала от прямого участия в производственном процессе.
Автоматизация технологических процессов нефтегазового производства может включать комплексную АСУ ТП нефтяного месторождения или автоматизацию отдельных участков.
|
| Объекты автоматизации |
Объектами автоматизации могут быть: цеха добычи и перекачки нефти и газа, пункты сбора и подготовки, кустовые насосные станции, нефтегазосборные сети, нефте- и газопроводы, установки подготовки газа, установки пожаротушения, нефтебазы, насосные станции, склады ГСМ, пункты сдачи нефти, объекты транспорта нефти, объекты нефтепереработки, объекты электроснабжения.
|
| Системы автоматизации |
В зависимости от задач предприятия нефтегазовой отрасли используют такие системы, как: система вертикального бурения скважин; система регулирования давления; система откачки утечек нефти; система высоковольтного и низковольтного электроснабжения; система пожарной сигнализации и пожаротушения и различные вспомогательные системы.
|
| Возможности АСУ ТП нефтегазового предприятия |
В рамках проекта АСУ ТП нефтегазового предприятия к технологическим процессам относят: добычу нефти, подготовку и транспорт, а к процессам управления производством: учет нефти, диспетчерское управление, производственную отчетность.
Потребность компаний нефтегазового сектора в автоматизации процессов объясняется географическими масштабами деятельности, необходимостью соответствия экологическим нормам и повышенными требованиями к промышленной безопасности нефтебаз.
Кроме этого, большинство месторождений – это территории особого порядка недропользования, входящие в категорию труднодоступных и удаленных с трудноизвлекаемыми ресурсами нефти.
АСУ ТП нефтедобычи позволяет:
Получать информацию о работе оборудования на кустовых площадках;
Управлять оборудованием кустов скважин с автоматизированных рабочих мест;
Отображать производственные данные в виде графиков и таблиц для анализа;
Сохранять и передавать данные на уровень оперативного управления;
Осуществлять дистанционное наблюдение за процессами и оборудованием;
Выгружать отчетную документацию и передавать на верхний уровень.
|
| Направления автоматизации технологических процессов |
Различают следующие направления, по которым проводится автоматизация технологических процессов на предприятиях нефтегазовой промышленности: автоматика бурения скважин, процесса добычи нефти и газа: переработки нефтегазового сырья; транспортировки нефти и газа к покупателю.
Комплексная АСУ ТП нефтеперерабатывающего завода включает управление технологическим процессом по нефтедобыче с автоматизированных рабочих мест, переработку сырья и управление сбытовой сетью предприятия.
|
| Возможности автоматизированной системы управления технологическим процессом |
Автоматизация может применяться на кустах скважин для управления нефтяными насосами и установками, в этом случае на объекте устанавливается серия контроллеров.
За счет функциональных возможностей контроллера можно автоматизировать задачи по учету добычи углеводородов, энергоресурсов; контролировать состояние скважин, измерять значения, выполнять расчеты, отображать данные на терминальной панели, передавать информацию по радиоканалу на верхний уровень.
|
| Где используются роботы в нефтегазавой промышленности |
В нефтяной и газовой промышленности роботы используются как при восходящем, так и при нисходящем способах, таких как трубы, используемые в буровых работах, инспекция трубопроводов, исследование судов и подводные транспортные средства с дистанционным управлением (ROV).
Эти роботы запрограммированы с использованием новейшей технологии под названием Robot Operating System, которая представляет собой платформу с открытым исходным кодом, использующую такие языки программирования, как Python и C ++.
|
| Современные робототехнические технологии
|
В нефтяной и газовой промышленностях существуют различные виды роботов:
1. Дистанционно управляемые подводные аппараты (ROV)
2. Мобильные робототехнические сооружения
3. Подводные роботы и множество других
|
| Дистанционно управляемые подводные аппараты |
Поскольку существует много проблем с подводным трубопроводом, используются роботизированные методы для восстановления труб.
Это особенно маневренные роботы, которыми можно управлять с палубы судна. Они связаны с судном с помощью кабелей, которые могут служить источником передачи электронных предупреждений между оператором и ROV. Почти все они имеют освещение и видеокамеры, хотя немногие добавили такие черты, как фотоаппараты, манипуляторы, пробоотборники воды и так далее.
Они были разработаны для промышленных целей и ценны для исследования океана.
Они колеблются в размерах. Глубина, на которую могут погружаться такие роботы их географическое положение дополнительно регистрируются, плюс это может помочь операторам исследовать проблемы преимуществ.
ROV широко используются для установки оборудования и участия в защите подводных операций, но, тем не менее, существуют некоторые негативные аспекты существующих роботизированных технологий, которые могут быть решены в ближайшем будущем.
Кабели, прикрепленные к ROV, могут быть легко скручены, поскольку они простираются от ROV к судну и из-за множества объектов в воде.
После того, как они искажены, нет никаких средств, чтобы восстановить их.
Несмотря на то, что у них есть все методы обучения тому, как их можно использовать, операторы, тем не менее, сталкиваются с трудностями при выполнении специальных обязанностей. Они особенно сложны в эксплуатации.
|
| Сотовые роботизированные системы
|
Мобильные робототехники имеют множество применений на нефтяной и топливной платформе:
1. Верхние операции
2. Верхний осмотр и мониторинг
3. Ремонт и верхние части
Сотовое оборудование должно быть оборудовано для того, чтобы выдерживать жесткие условия и автоматически закреплять себя.
|
| Подводные роботы
|
Большая часть запасов нефти- и газа находится под дном океана, и их добыча создает технические проблемы. Проблемы могут включать в себя: угрозы безопасности человека , проблемы, связанные с погодой и льдом, а также отсутствие экологической безопасности и так далее. Поэтому здесь используются подводные роботы.
Есть три аспекта любого робота:
Brawn - сила физической нагрузки, которую может вести робот.
Кость - физическая структура робота относительно работы, которую он выполняет. Это определяет размеры и вес робота в зависимости от его физической нагрузки.
Мозг - роботизированный интеллект; что он может предположить и сделать самостоятельно; как много ручного действия требуется.
|
| Петророботика: роботизированные буровые комплексы
|
Одним из элементов цифровой модернизации нефтегазовой отрасли является петророботика.
Петророботика в бурении стремительно развивается.
Наиболее интересными техническими решениями в области буророботики, как части петророботики, являются Баджер эксплолер и роботизированный буровой комплекс.
|
| Роботизированная система badger explorer |
Badger Explorer – это буровой робот, который проводит безлюдное бурение в горных породах без использования буровой установки.
Внедрение роботизированного бурового инструмента в практику бурения революционизирует нефтегазовую отрасль, делает поисково-разведочные работы менее трудоемкими и дорогостоящими, снижает уровень риска и уменьшает временные затраты на бурение скважин.
Одноразовый буровой инструмент Badger Explorer спускается по забуриваемому стволу на шлангокабеле, который соединен с энергоустановкой. Буровой шлам в процессе бурения не выносится за пространство буримой скважины, а сжимается и утилизируется в специальные контейнеры, расположенные за буровым инструментом.
После окончания бурения и проведения геофизических измерений, роботизированная буровая установка Badger Explorer, контейнеры с буровым шламом и шлангокабель на поверхность не поднимаются, а оставляются в скважине навсегда. Многие детали и характеристики данного одноразового бурового инструмента пока остаются конфиденциальными.
|
| Роботизированная система бурения компании robotic drilling systems (бывшая компания seabed rig) |
Конверсия аэрокосмических технологий в нефтегазовые технологии представляется важной и актуальной задачей для цифровой модернизации нефтегазового производства .
Одним из удачных примеров конверсии аэрокосмических технологий в нефтегазовые технологии является создание роботизированных систем бурения на нефть и газ. Бурение играет значительную роль в аэрокосмической промышленности, в которой были созданы роботизированные системы бурения для обработки титанового сплава, алюминиевого сплава и ламинированных композитов самолетов.
Первая роботизированная система автоматического бурения в аэрокосмической промышленности была создана в 2013 – 2014 гг. с целью снижения эксплуатационных затрат и повышения скорости и эффективности бурения.
Через год данная система была конвертирована в нефтегазовую систему автоматического бурения компанией Robotic Drilling Systems AS (RDS) из Норвегии. Первая роботизированная буровая система DFR-1500 была запущена компанией Robotic Drilling Systems в опытную эксплуатацию 23 сентября 2015 г.
Компания Robotic Drilling Systems разрабатывает промышленные буровые роботы, предназначенные для автоматического бурения скважин на нефть и газ. Роботизированная система бурения создана для буровой морской платформы.
Она состоит из роботизированного оборудования для проведения полностью безлюдных буровых работ. Система способна работать с трубами и инструментами при осуществлении спускоподъемных операций на всех буровых платформах (новых и уже существующих).
Система управления обеспечивает быстрые и точные рабочие операции при бурении в режиме реального времени с латентностью в несколько секунд.
|
| Роботизированная система компании Robotic Drilling Systems |
Рост потребности в роботизированных буровых системах имеет решающее значение для подводного и подледного бурения нефтегазовых скважин.
Роботизированная система компании Robotic Drilling Systems состоит из 4 главных компонентов : бурового робота Drill-floor Robot DFR-1500; мультиразмерного элеватора Multi-size elevator MSE-350 на базе антропоморфного манипулятора FANUC M-2000iA/2300L с грузоподъемностью 2300 кг; трубоукладчика Robotic Pipe Handler RPH-3500 и электрического ключа Robotic Iron Roughneck RIR-270.
С помощью этого оборудования предоставляется возможность полной автоматизации работ на буровой площадке морской платформы. Преимуществами системы являются снижение затрат на установку, обслуживание и малолюдная эксплуатация.
|
|
Буровой робот (Drill-floor Robot) DFR-1500
|
Буровой робот (Drill-floor Robot) DFR-1500 позволяет в безлюдном режиме осуществлять все производственные операции с трубами и инструментами на буровой площадке. Буровой робот оснащен необходимыми инструментами – захватами, ключами, зажимными инструментами и другими средствами для осуществления полного цикла спускоподъемных работ. Буровой робот проводит смену различных инструментов в течение нескольких секунд.
Он имеет следующие характеристики: грузоподъемность – 1500 кг; количество автоматически управляемых осей – 7; точность позиционирования – высокая; система замены инструмента – секунды. Основное преимущество – отсутствие ручных операций.
|
|
Роботизированный буровой ключ Robotic iron roughneck RIR-270
|
Роботизированный буровой ключ Robotic iron roughneck RIR-270 – это первый в мире полностью автоматический электрический ключ.
Роботизированный буровой ключ – устройство, предназначенное для таких спуско-подъемных операций при бурении нефтяных и газовых скважин, как свинчивание (развинчивание) труб с контролем и автоматическим ограничением крутящего момента, наращивание низа бурильной колонны и других сложных операций.
|
|
Мультиразмерный элеватор Multi-Size Elevator MSE-350
|
Мультиразмерный элеватор Multi-Size Elevator MSE-350 на базе антропоморфного манипулятора FANUC M-2000iA/2300L предназначен для захвата колонны труб и удержания их на весу в процессе спускоподъемных операций, а также для перемещения всех необходимых труб разного диаметра в процессе бурения.
Вставки, необходимые для труб различного диаметра, заменяются в автоматическом режиме.
Система управления обеспечивает безукоризненное взаимодействие мультиразмерного элеватора с роботизированным манипулятором труб Robotic Pipe Handler RPH-350 для обеспечения быстрой и безопасной передачи труб. В мультиразмерном элеваторе имеется необходимая функция для измерения веса колонны труб и передачи информации роботизированному манипулятору труб.
|
|
Роботизированный манипулятор труб Robotic Pipe Handler RPH-3500
|
Роботизированный манипулятор труб Robotic Pipe Handler RPH-3500 представляет собой гибкий робот с девятью степенями свободы, где нижняя стрела-захват может работать как горизонтально так и вертикально.
Перемещение из горизонтального в вертикальное состояние осуществляется без применения отдельного HTV устройства. Верхняя и нижняя стрела-захваты могут работать по самостоятельным программам.
Благодаря своим уникальным вращательным стрелам-захватам, роботизированный манипулятор труб может закручивать трубу непосредственно во входное отверстие или выкручивать из нее.
После этого роботизированный буровой ключ выполняет операцию свинчивания или развинчивания. Роботизированный трубный манипулятор забирает (возвращает) бурильные трубы из уникальных вертикальных стеллажей-магазинов, радиально расположенных вокруг буровой площадки.
|
|
Вывод
|
Нефтяная и газовая промышленности всегда базировались на использовании передовых технологий. Поэтому в отрасли широко начали использовать автоматизацию и робототехнику.
Роботизация бурения или буророботика окажет большое влияние на охрану и безопасность труда при бурении, повысит эффективность и снизит общую стоимость операций бурения.
Использование робототехники для сокращения производственных издержек часто приводит к увеличению числа сотрудников из-за стремления компаний к высоким производственным показателям.
Нефтяные компании будут стремиться бурить больше дешевых скважин для удовлетворения растущей потребности в углеводородах в мире.
Увеличение добычи углеводородов будет способствовать росту количества высокотехнологичных рабочих мест в отрасли.
|
|
Спасибо за внимание!!!
|
Спасибо за внимание!!!
|
Скачать 28.77 Kb.