海洋油气开发装备将向高可靠性、智能化方向发展
我国海洋油气装备制造近年来得到了长足的发展,2011—2016年,我国海洋油气装备制造行业市场规模在波动中迅速扩展,并在2017年上半年占据全球第二的位置。在市场份额上升的同时,我国海洋工程装备制造业通过引进、消化吸收和自主创新,在数字化、信息化、智能化方面取得了一定发展。然而,我国海洋工程装备制造业“大而不强”的问题依旧突出,在世界市场竞争中依然处于产业的中低端,我国海洋油气生产装备制造企业在设计、制造、管理、安装、运维过程的数字化、信息化、网络化和智能化上仍有一定差距。
我国在数字化、信息化、网络化、智能化制造方面,制造技术还处于传统的机械化阶段,各个制造环节信息各自独立,同时缺乏系统的数据采集环境和单元,制造效率和重量需进一步稳定和提高;自动化设备尚未实现集成应用,缺乏海洋油气生产装备的数字化、自动化、智能化制造工艺流程;仍然采用大量人工和半自动化机械设备,缺乏核心专业智能生产单元、智能生产线及智能车间,与欧美及日韩国家存在较大差距。
在数字化、信息化、网络化、智能化管理方面,集成管理系统环境搭建研究较少,尚未对智能生产单元、智能生产线及智能车间集成管控进行完整研究;现有管理技术亦未支撑协同设计、协同制造、准时供应与协同运维;缺乏面向海洋油气生产装备全生命周期的数字化、信息化、智能化管控体系,在设备、数据及管理手段上均不完善,管理决策依靠人员经验,智能决策支持手段匮乏。全生命周期综合管控能力有待提高,海量数据集成和关联分析能力尚不能满足实际应用需要。
海洋油气生产装备制造是典型的离散型制造模式,其特点体现为:按订单生产模式多品种或小批量或单件生产,产品重量和生产率依赖于工人的技术水平,自动化水平相对较低。因此,数字化是决定未来各竞争主体能源版图的决定性因素之一,而智能制造大概率是海洋油气生产装备行业跳跃式发展的决定性条件。具体体现在实现智能生产、创造智能产品和延伸智能服务等三个方向。
实现智能生产的基础是建立智能化生产线及管控系统。根据中间产品的分类,智能生产线包括甲板片体智能生产线、结构管线智能生产线和海管智能生产线等。智能管控涵盖的范围较广,车间排产、精益派工、重量追溯、虚拟仿真调试、信息采集及反馈等多个方向都可以进行智能化的建设或改造。实现智能生产后,预计生产效率能够提升20%~30%,产品不良率能够降低10%。(https://www.daowen.com)
创造智能产品一方面,要拓展基于产品智能化的增值服务;另一方面,通过搭建智能无人平台,攻克智能化检测与传感技术,形成无人平台撬装设备智能化解决方案和中控嵌入式诊断预维护系统解决方案等一系列智能化解决方案。可大幅减少设备和操作费用。
海上无人平台,是海上无人驻守生产平台的简称,是一项新型海上石油勘探开发的助力设施,其目的是为海上油气资源开发提供一系列兼具成本效益和生产效率的解决方案。在追求控制成本的油气开发时代,海上无人平台的应用可以有效降低海上油气开采成本,大大降低污染排放。更重要的是,它通过采用信号集成和自动控制等技术实现对海上油气田的远程操作,是海上数字化油田和智能油田建设的基础。
“无人驻守平台”指无人居住的平台,在日常生产条件下,平台上无人进行生产操作。特殊条件下,如在检修期间、在应急故障处理期间、当经批准的访问以及定期巡检时,允许登平台的人数应尽可能少。且人员不得在平台上过夜。依此定义,与国外先进国家和地区的海上无人平台相比,国内无人平台在生产、标准、管理、生产时率等方面需要解决远程监控功能、设备可靠性、消防安全、登平台方式等方面的问题。
延伸智能服务,推进生产与服务的集成,实现智能装备和产品远程运维服务平台与产品全生命周期管理系统。基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理和分析技术,实现海上油气田全生命周期内的设计、制造、管理、维护保养等方面的智能化运行,从而使海洋油气开发更加安全、环保、经济和可靠等。