作者：Michael Fry
「
放噴器系統監測人員通過使用高級分析軟體，可以有效幫助石油和天然氣客戶避免停機和事故。
」
2010 年 4 月，防噴器 (BOP) 故障導致墨西哥灣的深水地平線鑽井平台事故災難，造 成 11 名船員喪生，並成為美國歷史上最嚴重的漏油事件之一。此後，整個石油和天然氣行業都開始重視對 BOP 系統的全面監測。
BOP 系統是閥門、液壓和電氣設備的組合，用於密封、控制和監測油井，以防止石油或天然氣不受控制的釋放（見圖1）。它們一般被部署在陸上和海洋鑽機上，並固定在油井頂部。
▎圖1：已安裝好的防噴器系統。
為了遵守 2019 年制定的法規，BOP 系統測試必須由第三方公司執行，例如總部位於德克薩斯州的 Deepwater Subsea（DS）。該公司可以將數據從位於世界任何地方的 BOP 系統，傳輸到其監控中心進行分析和報告，從而為其客戶提供監測服務。
除 了 BOP 測 試 外， DS 公司還擁有一批訓練有素的主題專家 (SME) 團隊，可以提供海底運營支持和培訓，以減少停機時間並提高運營性能。
尋找更好的解決方案
在 油 氣 行 業 中， 許多運營商和服務公司都採用自己既定的、通常效率低下的流程。與大多數運營商一樣，DS 公司使用 Excel 等通用工具來分析數據，因此很難預測和排除問題，也很難幫助其客戶滿足監管要求。
作為 BOP 監管合規性的一部分，必須將報告發送給安全與環境執法局，這通常需要可追溯數月甚至數年的定製報告。必須能夠快速有效地創建這些任務，因此電子表格並不是一個合適的工具。
為幫助運營商實現卓越運營，需要分析鑽機數據、生成合規報告和故障報告並進行定期檢查。這些活動產生的信息，可為運營商提供歷史經驗教訓、關鍵績效指標、運營日誌和檢查報告，從而幫助其改進運營並遵守法規。
這些服務的交付因地理位置而變得複雜，因為大多數 BOP 安裝在水面或地表以下數千英尺處。另一個問題是數據量巨大，每天有多達 4 萬個數據標籤進入 DS 的監測中心，24/7/365 實時流式傳輸。
必須快速準確地分析這些數據，並立即將任何問題報告給運行人員。首要目標是防止防噴器系統發生故障，其次是如果發現不危及防噴器運行的問題，要保持系統的正常運行，這 一目標也很重要。
為了達到所需的確定性水平，該公司決定從電子表格切換到 Seeq 高級分析軟體，以便與感興趣的數據進行交互、創建見解並生成定製報告。
不同站點之間的數據比較
DS 公司採用 OSIsoft PI 歷史資料庫從其客戶的油井和 BOP 系統中收集和存儲時間序列數據。這些數據主要是壓力測量值，來自控制BOP 操作不同部分的液壓系統。通常通過 VSAT 衛星通信系統，實現從鑽機到監控中心的通信（見圖 2）。
▎圖 2 ：Deepwater Subsea 的監控中心，配備了專業人員來分析其 石油和天然氣客戶的數據。
除了來自鑽井的有關 BOP 系 統運行的實時數據流外，歷史資料庫還包含 BOP 資產信息，例如製造 商、型號、序列號、製造日期、安裝日期、上次維護日期、歷史故障和泄漏數據之類的信息。
Seeq 系統可靠性工程師與 DS 公司主題專家合作安裝該軟體，耗時不到兩個小時。安裝後，Seeq 軟體會自動監測、連接到 PI 系統數據並為其編制索引。當需要分析新數據集時，數據提取過程快速而簡單，而電子表格則必須通過手動，從歷史資料庫中複製數據並粘貼到電子表格中。
此外，可以連接多個 PI 系統， 以提供不同站點之間的數據比較。Seeq 和 OSIsoft PI 的資產框架之間的緊密集成，被用於分析和資產相關的顯示。該解決方案還提供了與 其它工具的集成，例如用於數據透視表、圖形和業務分析的微軟 Excel 和 Power BI。
在微軟的 Azure 雲服務平台上，DS 公司將 Seeq 作為 SaaS 應用程式運行。與就地安裝相比，雲託管 具有多種優勢。不需要本地伺服器硬體和支持；可以簡潔、快速的擴展，幾乎沒有任何限制；雲託管公 司提供安全保護、備份和其它功能。無需開展這些活動，使能夠專注於其核心任務。
增加正常運行時間
使用該軟體獨特的分析功能，監控中心的主題專家可以應用其專業知識來幫助監測 BOP 系統的異常。現在，專家可以準確量化 BOP 控制系統在性能、壓力泄漏等方面的變化，並快速與鑽井人員共享這些信息。
通過捕獲數據標籤並將其與歷史數據比較，監測人員可以分析資產性能，例如壓力測試的結果（圖 3）。歷史記錄中的數據不會受到這些活動的干擾，完全保真的 PI 數據 被緩存起來，並可以實現即時快速的訪問。
▎圖 3 ：SME 使用 Seeq 進行疊加壓力測試。
疊加先前測試結果以進行比較的功能，使監測人員能夠確保設備的機械完整性沒有改變。與單個液壓迴路相關的 BOP 系統，可能具有一百多種功能，如果想要查明問題 （通常是由於組件泄漏）往往極具挑戰性。
通過 Seeq 軟體主題專家可以查看信號（例如，歧管調節器壓力趨勢），並將其與任何期望時間的其它信號進行比較。這些信號可以相 互疊加，從而可以快速識別哪個組件正在泄漏或會導致某些其它類型的問題。
舉個例子：BOP 系統中的上部外部節流閥在閥門關閉時泄漏。進 一步的分析可以顯示這是否是一個必須立即解決的問題，或者是否可以安全地推遲維修，以實現主動而非被動的維護。
在最近的一次監測檢查中，DS 公司利用 Seeq 的各種工具和功能， 識別出 22 個控制系統泄漏。這些項目中的每一個都可能導致生產中斷事件，會導致數百萬美元的收入損失。
新的監測服務顯著增加了石油和天然氣運營商的正常運行時 間。一些尋求美國安全與環境執法局 (BSEE) 批准的運營商已經可以將 BOP 測試間隔從 14 天延長 至 21 天，每台鑽機每年可以節省約 1000 萬美元。這些測試間隔的延長不僅減少了停機時間，而且還提供了進行更詳細分析的機會，在此期間可以查明問題。這有助於確保正確的零件和人員在場執行所需的工作，從而加快了維護和維修的速度。