«Умный» контроль и безопасность
Подавляющая доля нефти и газа сегодня транспортируется по обширной сети трубопроводов. Совокупная длина газотранспортной системы «Газпрома» на территории страны превышает 170 тыс. км, общая протяженность магистральных нефтепроводов России (оператором является «Транснефть») превышает 70 тыс. км. Кроме того, компании-недропользователи владеют трубами, по которым углеводороды с месторождений поступают к нефте- или газотранспортным магистралям, портам или местам переработки.
Инструменты Индустрии 4.0 на трубопроводном транспорте сегодня чаще всего применяются для обеспечения безопасности поставок нефти и газа, борьбы с утечками и хищением сырья. И, что немаловажно, в этой сфере есть немало отечественных разработок.
Так, дочерняя структура «Транснефти» АО «ОМЕГА» применило нейронные сети для точного распознавания сигналов своей оптоволоконной системы мониторинга трубопроводов (ОСМТ). Это пятое поколение системы, созданной компанией, которую от аналогов отличают также усовершенствованные температурные и виброакустические датчики и новое ПО.
Для регистрации шумов и помех используется оптоволоконная система с распределенными датчиками вдоль трассы трубопровода. Она улавливает и передает в режиме реального времени информацию об утечках и несанкционированной активности возле трубопровода. Применение нейросетей для анализа данных позволяет разделять малозначимые (например, прогон скота) и потенциально опасные события (действия злоумышленников, разрушающее воздействие окружающей среды и др.) значительно быстрее и точнее, нежели это делают системы предыдущих поколений. При этом нейросеть способна самообучаться, что позволяет делать интерпретацию событий еще более точной.
В прошлом году ОСМТ «ОМЕГА» в ходе опытно-конструкторских работ была установлена на участке «ВСТО-2». Также систему применили на конденсатопроводах «ЛУКОЙЛа» в Узбекистане.
Применяют цифровые технологии для защиты своих трубопроводов и нефтяные компании. Так, на месторождениях «Газпром нефти» в Ханты-Мансийском автономном округе установят систему цифрового спутникового мониторинга. Она будет определять параметры работы трубопроводного транспорта, записывать в базу данных информацию о местоположении и состоянии доставляемого груза, которую можно отслеживать через специализированный интерфейс. Датчики, способные работать в автономном режиме не менее двух недель, станут автоматически сообщать диспетчерам о возникновении нештатных ситуаций.
Оснащенные специальными датчиками трубы для этого проекта изготавливает Первоуральский новотрубный завод. Недавно предприятие поставило пилотную 40-тонную партию инновационных труб, о чем сообщала Группа ЧТПЗ, в состав которой входит предприятие.
На российском рынке представлены и другие конкурентоспособные системы мониторинга трубопроводов. Так, в ГК ITPS разработали систему на платформе AVIST Oil&Gas. Ее можно применять для консолидации, обработки, анализа и визуализации данных различных инженерных и газотранспортных систем. Пермские компании «РОССМА» и «Прогноз РНМ» создали свою систему цифрового мониторинга трубопроводов Smart IIoT Pipe, основанную на применении промышленного интернета вещей (IIoT).
Для мониторинга состояния наземных трубопроводов, особенно расположенных в удаленных и труднопроходимых местностях, в России все более активно применяют системы с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), оснащенных спецоборудованием. Собираемая дронами информация в режиме реального времени поступает на пульт мобильного командного пункта. Такой способ контроля состояния трубопроводов более эффективен и экономичен, нежели традиционные облеты пилотируемой авиацией. Например, «Транснефть» применяет дроны для охраны ВСТО-2. БПЛА наблюдают за трубопроводами «Роснефти», «ЛУКОЙЛа» и остальных ВИНК. В «Газпроме» беспилотники используют не только для мониторинга, но и для контроля строительства трубопроводов. При этом многие компании используют беспилотники ZALA AERO GROUP (входит в концерн «Калашников» Ростеха). БПЛА группы ежегодно обследуют более 5 млн км инфраструктуры ТЭК.
«Умная» логистика в Арктике
Морская транспортировка углеводородов обладает повышенными рисками, в особенности если сырье вывозится по морям Северного Ледовитого океана. Для минимизации этих рисков сегодня успешно применяются инструменты Индустрии 4.0.
В апреле «Газпром нефть» объявила, что запустила первую в мире цифровую систему управления логистикой в Арктике, разработанную собственными специалистами. Проект, получивший название КАПИТАН, управляет вывозом нефти с Приразломного (Печорское море) и Новопортовского месторождений (п-в Ямал) компании. Для этого система координирует работы порядка 20 танкеров-челноков, доставляющих нефть с месторождений к плавучему нефтехранилищу (ПНХ) «Умба» в Кольском заливе. Также КАПИТАН координирует работу судов, вывозящих нефть от ПНХ, а также двух ледоколов, задействованных для дежурства в акватории Обской губы.
КАПИТАН самостоятельно формирует оптимальный график использования судов, отгрузок с терминалов и плавучего нефтехранилища и синхронизирует все звенья цепочки поставок. Система может оперативно формировать график отгрузок нефти с горизонтом до трех лет. В режиме реального времени ведется анализ данных по многим параметрам, в том числе: объемы добычи и накопления нефти в нефтехранилищах, местоположение и параметры движения судов, ледовая обстановке на маршрутах, графики приливов и отливов, погодные условия и др.
Внедрение системы позволило значительно сократить сроки планирования и согласования операций по отгрузке нефти и оптимизировать транспортные издержки, сообщала «Газпром нефть». Так, график движения судов на месяц формируется за пять минут, тогда как в ручном режиме на это уходили сутки. Удельные расходы на вывоз 1 тонны арктической нефти в 2018 г. сократились на 10 %, в том числе благодаря использованию КАПИТАНа, сообщала компания.
Система продолжает обучаться и вскоре будет прогнозировать дрейф льда на основе ледовых снимков, получаемых со спутников, с использованием данных о морских течениях, направлении и силе ветра. Это требуется для оптимального расчета маршрутов судов.
В «Газпром нефти» считают, что в будущем КАПИТАН будет востребован и у других компаний, работающих в Арктике. Кроме того, проект поспособствует развитию Северного морского пути.
Полная оцифровка
Большинство крупнейших нефтегазовых компаний страны объявили о реализации комплексных программ цифровизации бизнеса, при которой прорывные технологии охватят все процессы от разведки до поставок продукции конечному потребителю, включая транспортировку. Этим компании стремятся многократно ускорить поиск и принятие оптимальных решений, минимизировать роль человеческого фактора, усилить безопасность и в конечном итоге повысить эффективность бизнеса.
«Газпром» объявил, что планирует создать цифровую модель всей Единой системы газоснабжения (ЕСГ) страны, включающей объекты добычи, переработки, транспортировки, хранения и распределения газа в европейской части России и Западной Сибири. Компания создает «цифровые двойники» действующих производственных объектов с применением технологий высокоскоростных вычислений и искусственного интеллекта. Также предполагается организация единого виртуального хранилища данных, которые будут автоматически поступать с объектов в режиме реального времени посредством IIoT. Запланировано применение высокопроизводительных инструментов для глубокого анализа всего массива данных.
В компании ожидают, что использование передовых цифровых технологий даст значительный экономический эффект. В частности, в диспетчерском управлении цифровые технологии потенциально помогут сократить удельные затраты на транспортировку газа и расходы на эксплуатацию объектов ГТС за счет оптимизации газовых потоков и минимизации затрат топливного газа и электроэнергии, указывалось в сообщении «Газпрома».
В «Газпроме» также работают над использованием технологии распределенных реестров в поставках газа. Компания совместно Газпромбанком разработала прототип технологической платформы, которая автоматизирует процессы заключения, мониторинга и исполнения договоров. «Газпром» готов начать работу по внедрению технологии, докладывал в апреле премьеру Дмитрию Медведеву предправления «Газпрома» Алексей Миллер. По словам топ-менеджера, сначала нововведение коснется только крупных промышленных потребителей газа.
Но, очевидно, что комплексная цифровизация транспорта и логистики углеводородов не может быть быстрой ввиду масштабности сегмента, большого количества игроков и огромных инвестиций, которых требуют соответствующие проекты. Нужна совместная работа всех участников отрасли при активном участии государства, устанавливающего «правила игры». Необходимо решить множество проблем в сферах регулирования, кибербезопасности, подготовки кадров и др. Наконец, важно не превратить процесс технологических преобразований в «цифровизацию ради цифровизации», а добиваться с их помощью решения актуальных практических задач.
Keywords: digitalization, innovation, industry_4.0, smart_technologies, Arctic, technology
