- Новітні технологічні досягнення Коли мова йде про значне підвищення експлуатаційної ефективності...
- Передові системи автоматизації, моніторингу та безпеки
- Системи управління технологічними процесами
- Вдосконалена система розподілу ресурсів технологічними процесами і оптимізація
- Пожежна і газова безпека
- Захист і безпека
- моделювання
- Контрольно-вимірювальні прилади і датчики
- Управління життєвим циклом
- Інноваційні методи підготовки, очищення та обробки газу
- модульне обладнання
- кріогенне витяг
- фракционируют колони
- сепаратори
- Мембрани і системи розчинників
- адсорбенти
- Переваги інтегрованого рішення
- Висновок
Новітні технологічні досягнення
Коли мова йде про значне підвищення експлуатаційної ефективності в газовій промисловості, вибір технології є важливим фактором. Тісний взаємозв'язок ланок виробничо-збутового ланцюжка вимагає застосування інтегрованих систем і додатків, які допоможуть знизити загальну вартість володіння і одночасно збільшити коефіцієнт використання активів з метою підвищення прибутковості.
Зусилля виробників газу спрямовані на розширення можливостей і так перевантаженого експлуатаційного персоналу, щоб забезпечити ефективну роботу операторів в динамічно мінливому середовищі. Для задоволення жорстких проектних вимог, підтримки комплексних систем контролю і безпеки, а також оптимізації життєвого циклу необхідні спеціальні рішення.
Основним стимулом для впровадження передових технологій в сфері видобутку газу є розробка нових ресурсів, як звичайних, так і нетрадиційних, з подальшою модернізацією застарілих платформ, розвідкою і збільшенням відбору сировини з старіючих свердловин і підвищенням уваги до питань захисту і безпеки.
Завдяки автоматизації можна домогтися численних переваг для енергетичного сектора в цілому, однак найбільш суттєві можливості криються в збільшенні видобутку. Вдосконалені стратегії управління допомагають операторам забезпечувати цілісність активів і свердловин, збільшувати віддачу родовищ і покращувати пропускну здатність. Інтелектуальні контрольно-вимірювальні пристрої (датчики тиску, температури і рівня, витратоміри, регулятори тиску газу і аналітичні прилади) гарантують точність даних про найважливіших експлуатаційних параметрах. Надійні системи управління забезпечують оптимальне використання можливостей обладнання для підвищення прибутковості і продуктивності. Асортимент систем управління дуже широкий: від одноконтурних контролерів і віддалених терміналів до повномасштабних розподілених систем управління (РСУ). Серед допоміжних рішень - модульні станції вимірювання та регулювання тиску газу, системи автоматизації станцій, програмне забезпечення для управління транспортуванням газу і розширені алгоритми обробки даних вимірювань.
Мал. 1. Вплив на температуру і тиск в головному паропроводі: а) зниження питомого навантаження; б) підвищення питомої навантаження
Новітні технологічні рішення також дозволили поліпшити контроль і аналіз різних процесів в газовій галузі. Наприклад, в інструментах віддаленого контролю і управління операціями поточного покоління з'явилися нові функції і засоби аналізу, а також можливості збору цінної інформації. Все це допомагає виробникам газу приймати обґрунтовані рішення щодо значних ділянок виробничо-збутового ланцюжка, а не тільки конкретних об'єктів. Користувачі можуть детально аналізувати виробничі процеси (рис. 1) і вносити зміни, щоб поліпшити експлуатаційні показники і бізнес-результати. Ці інструменти служать для оперативної перевірки і перетворення необроблених даних в корисну інформацію, а також для стандартизації розрахунків у всіх підрозділах з метою досягнення максимальної ефективності.
Не менш значний прогрес в області аналізу властивостей і обробки газу. Помітним досягненням тут є застосування нових розчинників і хімічних адсорбентів для видалення забруднень з вуглеводневих газів і рідин. Ці нововведення призначені для усунення ртуті і ряду сполук сірки, найчастіше - сірководню (H2S) і сероокісі вуглецю (COS). Вони також широко використовуються для знесірчення з метою дотримання вимог транспортування трубопроводами та доочистки, щоб задовольнити індивідуальні потреби замовників щодо вихідної сировини. Надійні засоби аналізу допомагають операторам аналізувати дані датчиків для поліпшення процесів і завчасного виявлення ознак відмови, наприклад спінювання або заводнення, які дестабілізують процес очищення.
Комплексний підхід до проектів переробки, зберігання і транспортування
Провідні виробники газу вважають наскрізну інтеграцію важливим фактором досягнення і підтримки успіху довгострокових бізнес-ініціатив, зокрема проектів переробки, зберігання і транспортування. Завдяки розгортанню систем управління, рішень для переробки газу та обладнання моніторингу / аналізу на основі застосування цілісного підходу з самих ранніх етапів проекту, досягаються суттєві переваги, включаючи підвищення надійності і ефективності, поліпшення захисту і безпеки, а також зниження витрат і зменшення ризиків.
Здійснюють видобуток природного газу компанії в усьому світі прагнуть більш ефективно використовувати свої технологічні ресурси, забезпечуючи при цьому максимальну безпеку. Крім того, їм потрібні системи для експлуатації виробничих процесів з найвищими рівнями ефективності. Газова промисловість також потребує передових технологій для видалення забруднень, які можуть погіршити стан активів і якість продукції. Досвід показує, що ці технології допомагають операторам отримувати максимальну вигоду з дорогоцінного газу і газоконденсатних сумішей і готувати їх для транспортування наступним користувачам в ланцюжку.
Передові системи автоматизації, моніторингу та безпеки
Одним з найважливіших аспектів обробки і аналізу газу є системи і послуги для автоматизації, контролю, захисту та безпеки. Охоплюючи всю інфраструктуру видобутку і транспортування газу, ці рішення допомагають компаніям підвищити надійність і ефективність, роблячи операції безпечнішими і економічно вигідними.
Системи управління технологічними процесами
Мал. 2. Центр управління на виробництві газу
Поява РСУ тридцять років тому дозволило нафтовим компаніям налагодити більш жорсткий контроль за процесами видобутку нафти і газу і досягти раніше недоступного рівня продуктивності. Сьогодні компанії продовжують впроваджувати системи автоматизації для збільшення видобутку газу. Сучасні технології управління процесами дозволяють контролювати великі групи свердловин і об'єктів переробки газу з єдиного центру (рис. 2). Вони також допомагають виробникам газу звести до мінімуму загальні витрати, забезпечити дотримання стандартів у сфері викидів і оптимізувати роботу установок.
Застосування стандартної і в той же час гнучкою архітектури, в якій використовуються стандартні засоби зв'язку, допомагає забезпечити тривалий життєвий цикл засобів автоматизації з незначним числом збоїв і мінімальними витратами на експлуатацію. Ця архітектура добре підходить для ранніх етапів видобутку, але має потенціал для розвитку і підтримки інтеграції в міру переходу до наступних етапів.
Вдосконалена система розподілу ресурсів технологічними процесами і оптимізація
Новітні рішення для вдосконаленого управління технологічними процесами і оптимізації охоплюють весь процес видобутку природного газу, допомагаючи забезпечити узгодженість його етапів і отримання максимальної вигоди від бічних потоків. Завдяки цим рішенням можна підвищити пропускну здатність і вихід продукції на нетрадиційних газових родовищах, а також збільшити коефіцієнт вилучення конденсату. Крім того, вони дозволяють розширити ефективну потужність установок. Користувачам часто вдається окупити витрати на впровадження систем вдосконаленого управління протягом тижнів або місяців за рахунок економії енергії, скорочення числа порушень і зниження експлуатаційних витрат.
Пожежна і газова безпека
Безпека підприємства, персоналу, виробництва і навколишнього середовища є вирішальним фактором для здійснення своєчасних поставок продукції і зниження можливих втрат. Щоб забезпечити швидку і узгоджену реакцію на виникнення аварійних ситуацій, необхідний єдиний підхід до виявлення займань і витоків газу, який передбачає використання газових детекторів, пожежних сповіщувачів, пультів пожежної сигналізації, програмованих логічних контролерів (ПЛК), сертифікованих за рівнем повноти безпеки SIL 3, а також інтегрованої системи пожежної та газової безпеки.
Захист і безпека
Захист засобів автоматизації та інфраструктури є найважливішим завданням будь-якого газодобувного комплексу. Для забезпечення належного захисту та безпеки користувачам необхідно надійно контролювати ситуацію в масштабах всього об'єкта. Для цього потрібна повна інтеграція між системами управління технологічними процесами, системами диспетчерського управління та збору даних (SCADA), системами безпеки, віддаленими терміналами та засобами пожежної та газової захисту. Також необхідна ефективна програма забезпечення інформаційної безпеки промислових систем управління і мережевих пристроїв. Така інтеграція дає безліч переваг, в тому числі у вигляді зниження проектних ризиків та організаційної складності, скорочення витрат на технічне обслуговування і експлуатацію, підвищення ефективності роботи операторів і загальної безпеки виробничих операцій.
моделювання
Цінність гарного тренажера для підприємств газової промисловості важко переоцінити, особливо в умовах зростаючої плинності кадрів і демографічних змін. Тренажери допомагають значно прискорити процес підготовки нового співробітника при його надходженні на роботу. Вони відіграють надзвичайно важливу роль у виробленні у операторів навичок впевненої роботи, підвищенні безпеки і підтримці високого рівня кваліфікації. Серед інших переваг - більш стабільний запуск обладнання, більш адекватна реакція на нештатні ситуації, а також поліпшення управління знаннями. Приклад інтерфейсу наведено на рис. 3.
Мал. 3. Інтерфейс тренажера
Останні досягнення в області технологій високоточного моделювання дозволяють об'єднати платформи моделювання технологічних процесів з динамічними моделями процесів, стратегіями управління та експлуатаційним досвідом. Ці рішення містять попередньо підготовлені сценарії відмов і дій у відповідь, а також вправи, що охоплюють всі аспекти виробничих операцій - від виконання процедур в штатному режимі до запобігання пригод та відновлення. Таким чином, ті, яких навчають можуть підвищити рівень комфорту за рахунок імітації реальних коштів управління з урахуванням нормативів і вимог безпеки.
Контрольно-вимірювальні прилади і датчики
У таких областях, як переробка природного газу, транспортування, зберігання і розподіл, застосовується широкий спектр контрольно-вимірювального обладнання та датчиків (КВП). До цієї категорії також відносяться прилади для контролю, вимірювання і аналізу властивостей газу, витратоміри, регулятори й пристрої забезпечення безпеки. Ці пристрої використовуються в поєднанні зі стандартними датчиками температури і тиску, датчиками рівня СПГ, панельними регуляторами і регулюючими клапанами. Сучасні КВП підтримують стратегії дистанційного керування інструментами за допомогою стандартних протоколів, таких як HART, PROFIBUS, PROFINET і Foundation Fieldbus.
Управління життєвим циклом
Важливим аспектом діяльності будь-якого газового підприємства є створення плану автоматизації, що забезпечує використання новітніх технологій, підтримка ефективності та збереження цінності існуючих активів. Послуги з управління життєвим циклом дозволяють приступити до реалізації планів модернізації і поетапно втілити їх у життя відповідно до потреб об'єкта або з заданим робочим графіком. Постачальники послуг пропонують допомогу в підтримці, відновленні і захисту від морального старіння фізичних та інтелектуальних активів систем управління.
Інноваційні методи підготовки, очищення та обробки газу
Щоб скористатися новими глобальними можливостями, енергетичні компанії мають потребу в передових технологіях для кондиціонування, обробки і підвищення якості газу. Розробка методів освоєння нетрадиційних або віддалених родовищ, а також родовищ з низькою якістю газу особливо важлива для успішної роботи на сучасних міжнародних ринках поставки газу. Використовуючи ефективні методи і матеріали для підготовки, очищення і переробки газу, оператори можуть видаляти з нього забруднення, після чого газ можна транспортувати по трубопроводах або перевозити у вигляді СПГ, а також переробляти для отримання цінного конденсату і широкої фракції легких вуглеводнів (ШФЛУ), таких як етан, пропан і бутан.
модульне обладнання
Застосування модульного обладнання забезпечує можливість швидкої і вигідного продажу газу. Такі рішення розроблені для скорочення термінів облаштування родовищ, щоб компанії могли почати переробку газу і отримувати дохід швидше, ніж при використанні традиційних зводяться на місці установок, одночасно знижуючи капітальні та експлуатаційні витрати. Попередньо зібране модульне обладнання можна доставляти в віддалені райони. Модулі проектуються з урахуванням вимог сумісності і можливості швидкого і ефективного сполучення на місці експлуатації, а також служать для спрощення процесів подальшого розширення виробничих потужностей.
кріогенне витяг
ШФЛУ зазвичай беруть із сировинного газу за допомогою кріогенних процесів. Сьогодні кріогенний турбодетандер (для стислості також іменований «Кріосистеми») широко застосовується для глибокого відновлення етану (C2) і пропану (C3). Кріосистеми володіє відмінними експлуатаційними характеристиками і забезпечує значні переваги, особливо в разі подачі сировинного газу під високим тиском. Крім того, кріосистем можна доповнити системою охолодження, щоб підвищити гнучкість її застосування і отримати можливість переробляти газ, насичений ШФЛУ, або використовувати її окремо для регулювання точки роси або вилучення легших ШФЛУ з метою видалення C3 +.
фракционируют колони
Фракционируют обладнання використовується для вилучення етану і пропану, які користуються великим попитом в якості нафтохімічної сировини для отримання етилену і пропилену. Передові технології фракціонування дозволяють виробникам газу з великою вигодою виділяти окремі компоненти з потоків змішаних ШФЛУ. Вони також допомагають переробляти ШФЛУ в цінні енергетичні продукти і нафтохімічну сировину, забезпечуючи скорочення термінів будівництва на об'єктах і зменшення загальних витрат.
сепаратори
Газ більшості розвіданих у світі родовищ містить забруднення, які необхідно видалити перед його транспортуванням і споживанням. Для конденсації і відділення води і важких вуглеводнів з метою осушення природного газу, регулювання точки роси вуглеводнів і вилучення ШФЛУ використовуються сепаратори.
Мембрани і системи розчинників
Вдосконалені мембранні елементи, розроблені для збільшення потужності переробки газу в порівнянні з існуючою технологією, дозволяють виробникам отримувати більш високий дохід і скоротити витрати. Ці елементи забезпечують більш високу якість видалення забруднюючих речовин, таких як кислий газ і вода, перед транспортуванням природного газу по трубопроводу для комерційного використання. За допомогою мембран нового типу також усувається необхідність в розчинниках, що робить застосування даної технології особливо вигідним у віддалених місцях, коли постачання об'єкта утруднено через особливості логістики.
адсорбенти
Адсорбенти - це матеріали, необхідні для ефективної обробки природного газу. Зокрема, вони допомагають видаляти забруднення і важкі ШФЛУ, щоб збільшити цінність продукції та захистити виробничі активи. Типові області застосування адсорбентів: осушення природного газу для виконання вимог скраплення або транспортування трубопроводами, видалення ртуті з природного газу для запобігання пошкодження обладнання, десульфурация природного газу / зрідженого нафтового газу (СНД), включаючи видалення H2S, меркаптана, сероокісі вуглецю (COS) і сульфідів, а також видалення CO2 з СПГ. Адсорбенти також можна застосовувати комплексно, щоб видалити кілька забруднюючих речовин в одній системі, наприклад в разі видалення важких вуглеводнів при попередній обробці газу перед скраплення, коли видалення суміші C5 + ШФЛУ дозволяє захистити нижчестоящі теплообмінники.
Конкурентний характер газової промісловості требует оптімізованого підходу до подготовки и Виконання проектів на об'єктах будь-которого масштабу. Традиційний робочий процес здійснення проекту має послідовну структуру: спочатку здійснюється проектування обладнання (замовлення обладнання для систем), потім - призначення пристроїв введення / виводу (замовлення спеціальних шаф) і проектування розподільних мереж (підготовка кабелів, шаф для віддалених приладів і т. Д.) . Компанії мають потребу в найкращих методах управління змінами, щоб вирішувати проблеми, пов'язані з графіком виконання і бюджетом проекту, пізнім наданням інформації та внесенням поправок в сам проект.
Основні постачальники засобів автоматизації і технологічних рішень відреагували на необхідність оптимізації проектів пропозиціями інноваційних технологій, таких як віртуалізація, універсальні модулі вводу / виводу і хмарні середовища, а також випуском збірного модульного обладнання для диспетчерських. Всі ці пропозиції допомагають компаніям позбутися від традиційних залежностей і послідовних робочих процесів, що дозволяє значно скоротити загальний графік реалізації проекту і вивести системи управління за межі критичної ланцюжка. Переглянуті методики реалізації проектів спираються на поділ проектування фізичної та функціональної частин за рахунок використання стандартизованих рішень і забезпечення можливості роботи над проектом з будь-якої точки світу. Підвищення гнучкості в кінці проектного циклу особливо корисно при створенні трубопроводів, терміналів і інших об'єктів газової інфраструктури.
Переваги інтегрованого рішення
За рахунок тісної інтеграції всіх ключових аспектів виробництва, переробки і транспортування газові компанії можуть більш ефективно конкурувати в найскладніших ринкових умовах. В рамках даного підходу враховується фрагментація виробничо-збутового ланцюжка природного газу, ліквідуються упущення, що виникають внаслідок особливостей взаємодії між різними компаніями-учасницями, об'єднується широкий спектр кращих в своєму класі точкових рішень і уніфікується схема управління із заводською РСУ для досягнення високих стандартів виробництва при запуску проекту і після нього.
Консолідація активів середнього сегмента виробничого циклу природного газу (переробка, зберігання і транспортування) забезпечує більш високу ефективність роботи в масштабах всієї системи. Новий підхід також допомагає виробникам газу знизити капітальні витрати на обладнання та експлуатаційні витрати і одночасно прискорити введення в експлуатацію найбільш важливих об'єктів.
Наприклад, світові виробники газу можуть отримати значні переваги з інтеграції вимірювальних приладів і засобів управління, що поставляються виробниками комплектного обладнання, з технологічним обладнанням готових модульних газопереробних установок. Цей підхід дозволяє створити перевірене, відповідне цільовим призначенням універсальне рішення для автоматизації, яке може бути об'єднано і інтегровано з загальнозаводськими системами, в тому числі і за межами зони розмежування відповідальності. Можливість використання оригінального, виготовленого першої стороною обладнання в технологічній частині складу робіт, а також в частині, що стосується засобів автоматизації, є унікальна перевага. У цьому випадку рішення для автоматизації розглядаються на початку проектного циклу, що дає можливість скористатися перевагами комплексного проектування, а також засобів моделювання для підтримки проектування і підготовки операторів.
Підприємства газової галузі також можуть отримати значну вигоду за рахунок застосування технологій вдосконаленого управління для операцій переробки газу і вуглеводнів. Розгортання стратегій вдосконаленого регулювання і багатопараметричного управління технологічними процесами дозволяє підвищити прибутковість підприємств, забезпечуючи їм можливість більш ефективно перемикатися між режимами вилучення і викиду. Це забезпечить узгоджену роботу з урахуванням мінливих параметрів сировини (швидкості подачі і складу) і оптимізацію використання трудових ресурсів. Такий підхід також забезпечує безпечну і надійну експлуатацію обладнання з максимальною продуктивністю.
В кінцевому рахунку інтегрований підхід до реалізації проектів в газовій галузі допомагає подолати їх типові недоліки, викликані необхідністю об'єднання безлічі постачальників і сторонніх технологій. Замість цього він створює основу для побудови нової інфраструктури, раціоналізації капітальних витрат і витрат на устаткування і скорочення циклу для забезпечення прибуткової роботи.
Висновок
Компанії, що працюють у виробничо-збутової ланцюжку поставок природного газу, стикаються з проблемами, пов'язаними з нестабільністю ринків, складними експлуатаційними завданнями і постійним посиленням нормативних вимог. Вони також змушені докладати максимум зусиль для одержання вигоди з нових можливостей розвитку бізнесу. Кращий спосіб добитися успіху в цих умовах - інтегрувати різні активи для автоматизації виробництва, переробки і транспортування газу з технологічними знаннями і застосувати їх на самому початку життєвого циклу проекту для поліпшення систем, що роблять позитивний вплив на фінансові та експлуатаційні показники в довгостроковій перспективі. Можливі переваги - від скорочення витрат часу на запуск до зниження експлуатаційних витрат - можуть бути досить істотними для всіх учасників виробничо-збутового ланцюжка.
Типові результати цілісної стратегії реалізації проектів у газовій галузі:
скорочення графіка проекту та прискорення процедур запуску;
зменшення кількості змін в замовленнях на засоби автоматизації;
підвищення ефективності робочого процесу;
поліпшення експлуатаційної надійності;
підвищення цілісності активів;
стабілізація виробництва;
забезпечення безперебійного запуску;
усунення помилок операторів;
скорочення витрат і ризиків;
підвищення загальної безпеки на підприємстві;
підтримання фізичної та інформаційної безпеки;
скорочення термінів реалізації проектів;
захист обладнання, навколишнього середовища і працівників;
оптимізація передачі знань;
поліпшення якості продукції;
підвищення віддачі від ресурсів.