數(shù)字化正在改變石油和天然氣工業(yè)。從石油勘探和鉆探中使用的設(shè)備，延伸到自動(dòng)化、遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)安全和物流，連接系統(tǒng)在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

石油和天然氣行業(yè)最近備受關(guān)注，這是因?yàn)槿蚪?jīng)濟(jì)放緩和新冠疫情所導(dǎo)致的市場(chǎng)需求下降，使得石油和頁巖油生產(chǎn)商們都在市場(chǎng)上爭(zhēng)奪主導(dǎo)地位。沙特阿拉伯是目前世界上最大的石油出口國(guó)，其次是俄羅斯和伊拉克。在近一個(gè)月的時(shí)間里，美國(guó)退回到了第八大石油出口國(guó)的位置，位于伊拉克、加拿大、阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)、科威特和伊朗之后。在2020年3月初，俄羅斯和沙特將美國(guó)卷入了一場(chǎng)價(jià)格戰(zhàn)，進(jìn)一步影響了美國(guó)頁巖油燃料行業(yè)、由于該行業(yè)杠桿嚴(yán)重和依賴政府補(bǔ)貼，為了保持盈利，能源公司必須轉(zhuǎn)向技術(shù)創(chuàng)新。

石油和天然氣工業(yè)日益數(shù)字化意味著一些能源公司需要像高科技公司一樣利用高水平的數(shù)據(jù)和安全系統(tǒng)來運(yùn)作企業(yè)。《石油和天然氣數(shù)字化轉(zhuǎn)型》(The Digital Transfor mation of Oil and Gas)的作者哈什·夏爾馬(Harshit Sharma)表示：“整個(gè)行業(yè)的數(shù)字化規(guī)模擴(kuò)張最終將帶來一個(gè)新的時(shí)代。這些數(shù)字化的能源公司將成為創(chuàng)新領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，使其更快、更敏捷的進(jìn)行產(chǎn)品的推出、部署和反饋，以及更多地關(guān)注網(wǎng)絡(luò)安全和全企業(yè)數(shù)據(jù)共享。”

隨著新技術(shù)的推廣，石油和天然氣勘探進(jìn)入新領(lǐng)域，數(shù)字轉(zhuǎn)型將有助于降低成本和增加收入。此外，自動(dòng)化越來越多地取代了熟練工人，并增加了工作場(chǎng)所安全性。

傳感器收集數(shù)據(jù)

在井內(nèi)，利用傳感器和導(dǎo)波雷達(dá)裝置的連接技術(shù)收集地質(zhì)測(cè)量數(shù)據(jù)。利用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，可以創(chuàng)建一個(gè)數(shù)字模型來描述聲波和密度速率，預(yù)測(cè)石油或天然氣的剪切粘度，并激活適當(dāng)?shù)你@井過程。

泰科電子(TE Connectivity)是全球領(lǐng)先的連接器公司之一，為石油和天然氣行業(yè)提供傳感器解決方案，包括壓力、位置、溫度和力傳感器。這些部件用于監(jiān)測(cè)井位和收集廣泛的數(shù)據(jù)，包括壓力、溫度、流量、振動(dòng)、位置、溫度，以及使用壓力或浮動(dòng)開關(guān)進(jìn)行水平測(cè)量等。

數(shù)據(jù)流通常是傳感器到網(wǎng)關(guān)(有線或無線)，網(wǎng)關(guān)到云平臺(tái)(回程通常是蜂窩，但可以是衛(wèi)星)，云平臺(tái)到通過人工智能，可視化和移動(dòng)應(yīng)用程序，并被用來使生產(chǎn)效率最大化以及和運(yùn)營(yíng)成本最小化。

一位TE代表表示：“傳感器為許多井場(chǎng)的控制和監(jiān)測(cè)創(chuàng)造了無人的機(jī)會(huì)。Nabors等公司也在投資石油和天然氣工業(yè)的機(jī)器人技術(shù)，以進(jìn)一步提高能力，一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是增加安裝在遠(yuǎn)程應(yīng)用設(shè)備中電池壽命。通過減少模擬和數(shù)字傳感器的電流消耗，傳感器可以持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間，而不需要更換電池。無線傳感器也減少了對(duì)電線和電纜的需要;如果傳感器安裝在有動(dòng)物的環(huán)境中，某些電纜材料，可能被咬斷，導(dǎo)致信號(hào)中斷。無線傳輸減少了對(duì)電纜的需求，并提高了安全性。壓力傳感器可以用無線封裝，也可以直接連接到無線設(shè)備中。”

用于陸上和海上裝置的傳感器產(chǎn)品，必須符合危險(xiǎn)和惡劣環(huán)境的標(biāo)準(zhǔn)，包括取得歐盟ATEX認(rèn)證和國(guó)際爆炸大氣電工委員會(huì)IECEx(Ex)認(rèn)證。為了承受腐蝕質(zhì)侵蝕、極端溫度、淹沒、沖擊、振動(dòng)、壓力甚至爆炸的影響，這些工業(yè)部件必須使用堅(jiān)固、耐腐蝕的材料，如不銹鋼、PDVF和PFTE等。

傳感器封裝需要滿足室外環(huán)境應(yīng)用，壓力傳感器等需要在溫度上進(jìn)行測(cè)試和校準(zhǔn)，以補(bǔ)償環(huán)境和介質(zhì)波動(dòng)的變化。傳感器需要在公布的規(guī)格范圍內(nèi)工作，尤其是惡劣環(huán)境。

使用無人設(shè)備承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)

為了提高工作場(chǎng)所的安全和降低勞動(dòng)力成本，無人機(jī)和其他機(jī)器人正在進(jìn)入更多的操作領(lǐng)域，包括高風(fēng)險(xiǎn)領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域，人完成不了任務(wù)。這將需要使用工業(yè)4.0進(jìn)行操作，同時(shí)需要可靠的數(shù)據(jù)交換、網(wǎng)絡(luò)安全和云存儲(chǔ)的設(shè)備和指揮中心之間的數(shù)據(jù)共享。

BP(英國(guó)石油公司)是這些技術(shù)的早期采用者，2006年使用無人機(jī)評(píng)估阿拉斯加卡車的道路狀況。今天，無人機(jī)制造商正與石油和天然氣公司合作，開發(fā)具有數(shù)據(jù)收集能力的無人機(jī)。它們通常用于在惡劣環(huán)境中進(jìn)行航空數(shù)據(jù)采集、檢查和監(jiān)測(cè)資產(chǎn)，例如檢查無人近海生產(chǎn)平臺(tái)。使用這些技術(shù)，檢查油輪外部缺陷和貨物儲(chǔ)存所需的時(shí)間減少了75%。除了BP外，殼牌也利用它們來檢查設(shè)施。

無人機(jī)結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)能力，也可用于評(píng)估設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施。無人機(jī)配備了傳感器、天線、攝像機(jī)以及指揮和控制系統(tǒng)，能夠觀察和傳遞實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，就像人在現(xiàn)場(chǎng)一樣。

據(jù)報(bào)道，雪佛龍(Chevron)正在試驗(yàn)使用無人駕駛飛機(jī)來協(xié)助處理漏油等危機(jī)地區(qū)，俄羅斯天然氣工業(yè)股份公司也正在評(píng)估在極端寒冷的環(huán)境中使用無人駕駛飛機(jī)監(jiān)視和監(jiān)測(cè)資產(chǎn)的情況。

羅森伯格也在為無人機(jī)設(shè)計(jì)連接產(chǎn)品，用于工業(yè)環(huán)境中的檢查、測(cè)量、監(jiān)測(cè)和其他任務(wù)，為天然氣和石油工業(yè)提供檢查管道和其他裝置服務(wù)。可靠的連接對(duì)于在惡劣環(huán)境中使用的無人機(jī)至關(guān)重要。

應(yīng)用于無人機(jī)羅森伯格的PD混合連接器系統(tǒng)具有兩個(gè)電源和四個(gè)數(shù)據(jù)觸點(diǎn)，且入口密封。

Rosenberger無人機(jī)和機(jī)器人公司產(chǎn)品經(jīng)理Toni Scheuerlein表示：“遙控飛機(jī)系統(tǒng)(RPAS)是生成和傳播高質(zhì)量信息的理想工具。這使得如工業(yè)檢查，如電力線路、手機(jī)發(fā)射塔、石油和天然氣管道、鐵路的監(jiān)測(cè)或甲烷氣體的檢測(cè)等，可以更容易、更安全、更有效地進(jìn)行，這些產(chǎn)品能夠高質(zhì)量和可靠地獲取和傳輸相應(yīng)的數(shù)據(jù)。無人機(jī)在空中的時(shí)間越長(zhǎng)，就能產(chǎn)生更多的效益，而磁性RoPD連接器系統(tǒng)使用戶能夠方便地連接和快速充電儲(chǔ)能設(shè)備，使無人機(jī)能夠盡快再次運(yùn)行。”

近海環(huán)境設(shè)計(jì)

海上油氣田的極端和危險(xiǎn)條件要求特別強(qiáng)度的電纜和連接器設(shè)計(jì)。HUBER+SUHNER的低頻部門市場(chǎng)單元行業(yè)主管Frank Thorn表示，該公司開發(fā)了一種耐火電纜Radox OFL，用于監(jiān)測(cè)，控制和傳感器在海上工業(yè)中的應(yīng)用。它的閾值為120℃(護(hù)套)和145℃(芯體)，這使海上電纜的使用壽命更長(zhǎng)，這些電纜的設(shè)計(jì)工作在90℃的環(huán)境中。電纜采用耐火和低煙無鹵(LSFH)設(shè)計(jì)，使核心電纜發(fā)生短路時(shí)不會(huì)熔化或滴漏，符合石油和天然氣工業(yè)的NEK606電纜標(biāo)準(zhǔn)。Thorn還表示：“與傳統(tǒng)的橡膠電纜不同，即使在使用10至12年后，也沒有任何脆性斷裂的跡象。 ”

HUBER+SUHNER的Radox OFL的特點(diǎn)是護(hù)套使用高性能絕緣材料，聚合物在絕緣和電纜護(hù)套，機(jī)械，化學(xué)，耐溫等性能優(yōu)異。

WAGO的750XT RI/O系統(tǒng)是一種EX產(chǎn)品，非常適合于石油和天然氣連接。該系統(tǒng)是為安裝在UL第1類、第2部分和IEC第2區(qū)的非入住設(shè)備設(shè)計(jì)的。

WAGO還提供安全的I/O模塊，可以連接到位于第1區(qū)和第0區(qū)位置的安全傳感器和執(zhí)行器，這些模塊還確保設(shè)備的布線安全。

WAGO的750X TR在極端條件下提供可靠的信號(hào)采集和傳輸，非常適合石油和天然氣工業(yè)應(yīng)用。

SOURIAU為淺水浸沒設(shè)備引入了SWIM系列(防淺水浸沒)連接器，該連接器必須是水密和防腐蝕的。該系列的特點(diǎn)是輕質(zhì)熱塑性外殼、耐腐蝕、陰極分層和防紫外線照射。在配合界面設(shè)計(jì)了螺紋耦合機(jī)構(gòu)，和兩個(gè)O形環(huán)，即使在低壓也要進(jìn)行水密連接。

SOURIAU提供SWIM電纜組件。

隨著采掘業(yè)發(fā)展到新的區(qū)域，需要繼續(xù)為其提供新的互連產(chǎn)品。只有最堅(jiān)固、最可靠的電子產(chǎn)品才能滿足這些領(lǐng)域的要求。