image
energas.ru

Газовая промышленность № 5 2017

Автоматизация

01.05.2017 11:00 ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОЧАСТОТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ В УПРАВЛЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ БУРОВОЙ КОМПАНИИ
В статье рассмотрены некоторые трудновыполнимые задачи управления технологическими процессами предприятий нефтегазодобывающей отрасли. Представлены направления решения подобного рода задач путем повышения достоверности с помощью уточнения значений параметров, автоматизации обработки учетных данных, информатизации операционной деятельности предприятий. Описан один из возможных подходов к организации поддержки принятия решений методами и средствами радиочастотной идентификации и информационно-технологического сопровождения жизненного цикла бурового оборудования. Полученные практические результаты предложенного подхода изложены на примере проекта автоматизации учета и технического обслуживания нефтегазодобывающего оборудования в российской компании «Газпром бурение».
Ключевые слова: НЕФТЕГАЗОДОБЫЧА, СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ, СОКРАЩЕНИЕ ИЗДЕРЖЕК, ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ, КОНТРОЛЛИНГ, РАДИОЧАСТОТНАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ, RFID, ПРОМЫШЛЕННЫЙ ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ, БУРОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, МАРКИРОВКА ОБОРУДОВАНИЯ, СКЛАДСКОЙ УЧЕТ, ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ.
Открыть PDF


В современных условиях жесткой борьбы за снижение издержек и рост эффективности производства предприятия нефтегазовой отрасли остаются одними из важнейших двигателей экономического развития не только своих регионов, но и страны в целом. Масштабы добычи, объемы необходимых инвестиций, стратегическая значимость индустрии делают цену ошибок вследствие бессистемности и несвоевременных реакций на внутреннюю и внешнюю динамику недопустимо высокой. Планомерные и последовательные структуризация и упорядочение ключевых производственных процессов становятся действенным ответом на эти вызовы, подобно тому как всякая система выживает, только если стремится к состоянию устойчивого равновесия через постоянную адаптацию к флуктуациям среды и непрерывные инновации [1–5].

Управление нефтегазовым предприятием при рассмотрении в качестве цикла коммуникаций сводится к сбору данных, в том числе обратной связи от объектов воздействия, и передаче управляющих сигналов. Это информационные процессы – сбор, хранение, обработка и передача данных, которые в общем случае происходят в природе и обществе хаотично и вне зависимости от субъектов управления. Создавая порядок, систему, бизнес­процессы, мы противопоставляем конструктивное начало хаосу [6] ради целей такой системы.
В этом смысле информационные технологии, включая корпоративные автоматизированные системы, специализированное отраслевое программное обеспечение, служат инструментом регулирования, контроллинга таких процессов в экономических целях управления предприятием и должны внедряться в соответствии с данной целесообразностью.

Информационные системы поддержки принятия решений используются по мере необходимости на всех этапах цикла управления в различных контурах бизнес­процесса нефтегазодобычи, от бухучета с четкими первичными данными на одном полюсе до высокой степени неопределенности в системах прогнозирования отказоустойчивости при бурении на другом.
С учетом детерминированности исходных факторов или, на­оборот, стохастичности условий принятия решений выбирают адекватные методы и алгоритмы, помогающие либо найти оптимальные альтернативы при неизбежных рисках, либо свести саму неопределенность к минимуму и сделать управление более прозрачным и логичным. В свою очередь, информационные системы предприятия должны обеспечивать эффективную реализацию выбранных методов и алгоритмов.

В структуре затрат предприятия нефтегазовой отрасли традиционно велика доля материально­технической базы, включая оборудование на буровых и месторождениях, в частности в силу экстремально агрессивных сред эксплуатации, краткосрочности ремонтного цикла, высокой стоимости запчастей. Однако проблема подобных затрат становится критичной по причине неэффективного учета и, как следствие, управления средствами производства в ситуации значительной обводненности и истощения скважин, стремительного снижения рентабельности отечественной нефтегазодобычи [7, 8].

С позиции системного анализа эффективность представляет комплексное операционное свойство процесса функционирования системы, характеризующее его соответствие цели операции (выполнению системных задач). Она измеряется в показателях результативности, ресурсоемкости и оперативности по итогам выполнения операции, а также по качеству технологии (алгоритма), обеспечивающей получение результатов [1–3]. Сохранение целостности цикла управления, высокий приоритет стратегических задач требуют, чтобы информационная система при минимальных затратах давала быстрый и качественный результат, способствовала дематериализации информационных процессов и, как следствие, сокращению сопутствующих материальных издержек. Это возможно только при условии, что система оперирует надежными и актуальными данными, сбор которых сам по себе достаточно оперативен, результативен и прост. В соответствии с оценками эксплуатации информационных систем управления в нефтегазовых компаниях эффективным подходом к аккумуляции данных по средствам производства являются технология и инструменты радиочастотной идентификации (англ. Radio Frequency Identification – RFID) [7, 9].

Научно­технические результаты, используемые как принцип работы RFID­устройств, впервые получил и подтвердил на практике российский физик и радио­инженер из Санкт­Петербурга Л.С. Термен, всемирно известный создатель терменвокса [10]. Схожие исследования параллельно проводили военные ведомства США в рамках проекта системы распознавания «свой­чужой» (англ. Identification Friend or Foe – IFF) [11], и в послевоенные годы они были продолжены, в том числе в направлении технологической конверсии [12]. В результате в 1983 г. опубликован патент на устройство радиочастотной идентификации, в котором понятие и сам термин RFID ассоциируются с принципом его технической реализации [13]. С тех пор RFID­решения успели стать промышленным стандартом де­факто во многих сферах экономики и в последнее десятилетие активно внедряются в нефтегазодобывающей отрасли в Бразилии, Великобритании, Италии, Норвегии, России, США и других странах [7, 9, 14].

Программно­аппаратный комплекс на базе технологии RFID для нефтегазовой отрасли включает специализированное отраслевое программное обеспечение, имеющее уникальную бизнес­логику и алгоритмы взаимодействия оборудования и данных о нем, инновационные высокозащищенные радиочастотные метки, патентованную технологию их крепления, считывающие устройства (рис. 1). При этом комплекс должен полностью отвечать потребностям добывающих и сервисных компаний с учетом эксплуатации оборудования в агрессивных средах, обеспечивая абсолютное распознавание меток в поле чтения.

В процессах управления буровым предприятием данная автоматизированная система выполняет следующий ряд функций:

• ищет и отслеживает буровое оборудование, предлагает его аналоги;

• контролирует подлинность объектов, их перемещение и степень износа;

• сопровождает весь жизненный цикл работы оборудования;

• отслеживает инспекционную историю и спецификацию оборудования [7].

Когда комплекс построен на базе принципов открытых систем, клиент­серверной архитектуры и модульности, основная вычислительная нагрузка ложится на сервер и пользователи получают доступ ко всем функциональным возможностям через веб­интерфейс или мобильное приложение из любой точки на карте (рис. 2, 3). Экономия ручного труда, а также миллионов рублей на обслуживание и контроль оборудования значительно сокращает издержки и увеличивает добычу нефти. Так, средний процент износа бурильной трубы на момент планового ремонта составляет около 65 %. При внедрении указанного решения на ремонте только одного комплекта бурильных труб удается сэкономить 1,2–1,8 млн руб. [7, 15].

1_1.png

В качестве примера можно привести крупный не только для России, но и в мировом масштабе проект с использованием программно­аппаратного комплекса на базе технологии RFID в филиалах компании «Газпром бурение» в городах Уренгое, Ухте, Краснодаре, Оренбурге и Астрахани. 

1_1_1.png
В результате внедрения системы в ходе реализации проекта решается существенный объем задач, в том числе:

• маркировка оборудования защищенными RFID­метками для последующей идентификации при попадании RFID­метки в поле считывателя, включая энерго­
оборудование, буровые установки, оборудование для обогрева буровых установок, грузоподъемное, противовыбросовое оборудование, бурильный инструмент, контрольно­измерительные приборы;

• систематизация учета бурового оборудования с помощью RFID­меток и кодирования;

• контроль за движением оборудования внутри компании;

• исключение фактов хищения оборудования креплением меток при помощи сварки;

• возможность ведения истории оборудования путем загрузки сканированных документов;

• формирование паспортов оборудования и присвоение идентификационных номеров каждому экземпляру для включения в базу данных;

• создание единой базы данных оборудования компании;

• возможность формирования отчетов (по моделям, объектам, годам выпуска и т. д.) для последующего анализа парка оборудования;

• создание электронных технологических карт и карт учета оборудования с привязкой по экземплярам и с учетом места монтажа (технического места);

• объединение в единую информационную среду поставщика и потребителя оборудования.

Все эти меры по автоматизации и информатизации технологического управления компании позволяют не только повысить прозрачность процессов жизненного цикла каждой единицы оборудования, но и существенно снизить инвестиционные затраты на поддержание парка оборудования и организовать систему принятия своевременных и адекватных в сложившейся ситуации решений. Ключевым эффектом от внедрения вышеописанного комплекса становится повышение управляемости производства, сокращение негативного влияния рисков и неопределенностей на менеджмент и отсюда – усиление устойчивости развития компании в ответ на сдерживающие факторы экономического кризиса.

1_1_2.png

Таким образом, применение RFID­технологий как элемента промышленного интернета вещей и сопровождения жизненного цикла бурового оборудования повышает достоверность входных данных цикла управления, обеспечивает корпоративные системы управления актуальными и надежными сведениями для принятия эффективных решений, помогает повысить рентабельность бизнеса в целом.



← Назад к списку