در صنایع بالادستی نفت و گاز، Blowout یا فوران غیرکنترلی چاه، یکی از خطرناکترین حوادث عملیاتی است که میتواند منجر به خسارات مالی سنگین، آسیب به تجهیزات و تهدید ایمنی پرسنل و محیطزیست شود. برای کاهش ریسک این حادثه، سامانههای خودکار جلوگیری از Blowout (Automatic Blowout Prevention Systems) طراحی شدهاند. این سامانهها با استفاده از حسگرهای هوشمند، کنترل لحظهای فشار چاه و اجرای فرمانهای خودکار، امکان واکنش سریع به شرایط بحرانی را فراهم میکنند.
اجزای اصلی سامانه
۱٫ BOP (Blowout Preventer) اتوماتیک:
- شامل رامهای هیدرولیکی و ولوهای کنترلی برای بستن چاه در شرایط فشار غیرعادی
- قابلیت عمل خودکار تحت فرمان سیستم کنترل دیجیتال و الگوریتمهای تشخیص فوران
۲٫ حسگرهای فشار و دما (Downhole Pressure & Temperature Sensors):
- پایش فشار مخزن، فشار هیدرواستاتیک و دمای سیال در زمان واقعی
- شناسایی تغییرات ناگهانی که ممکن است منجر به Kick یا Blowout شود
۳٫ سیستمهای کنترل هوشمند و PLC/DCS:
- پردازش دادههای حسگرها و تشخیص شرایط Overpressure یا Kick
- اجرای فرمان فوری برای فعالسازی BOP و جلوگیری از فوران
۴٫ شبکههای مخابراتی و IoT:
- انتقال دادهها از چاه به مرکز کنترل با پروتکلهای Modbus TCP، OPC-UA، MQTT و LoRaWAN
- امکان کنترل و مانیتورینگ از راه دور و ثبت دادههای لحظهای
۵٫ داشبورد مانیتورینگ و تحلیل داده:
- نمایش زنده فشار، دما، وضعیت BOP و هشدارهای فوری
- ذخیره دادهها برای تحلیل بلندمدت، نگهداری پیشگیرانه و برنامهریزی تعمیرات
نحوه عملکرد سامانه
۱٫ حسگرهای فشار و دما، وضعیت چاه را بهطور پیوسته ثبت میکنند.
۲٫ دادهها به واحد کنترل سطحی یا SCADA منتقل میشوند.
۳٫ الگوریتمهای کنترلی، افزایش ناگهانی فشار یا Kick را شناسایی میکنند.
۴٫ در صورت بروز شرایط بحرانی، BOP اتوماتیک فعال شده و چاه را میبندد.
۵٫ هشدار فوری به اپراتور ارسال شده و امکان مانیتورینگ و تحلیل دادهها ادامه مییابد تا شرایط پایدار شود.
در یک دکل دریایی فعال در خلیج فارس، نصب حسگرهای فشار Downhole و سامانه BOP خودکار باعث شد که:
در مواجهه با Kick ناگهانی فشار، BOP ظرف کمتر از ۵ ثانیه فعال شد و فوران کنترل گردید.
تیم مهندسی توانست بدون توقف سایر عملیات، کنترل چاه را بازگرداند.
دادهها از طریق MQTT به مرکز کنترل منتقل شدند و الگوریتمهای پیشبینانه (Predictive Analytics) امکان شناسایی رفتار مشابه در چاههای مجاور را فراهم کردند.
مزایای سامانه
افزایش ایمنی عملیاتی و کاهش ریسک فوران چاه
واکنش سریع و خودکار به شرایط بحرانی
کاهش هزینههای ناشی از خسارات تجهیزات و توقف تولید
امکان یکپارچهسازی با SCADA و سیستمهای مدیریت مخزن
ثبت دادههای لحظهای برای تحلیل و نگهداری پیشگیرانه
پروتکلهای ارتباطی
Modbus TCP/RTU: ارتباط حسگرها با PLC و DCS
OPC-UA: یکپارچهسازی با SCADA و داشبوردهای صنعتی
MQTT: ارسال دادههای لحظهای به فضای ابری
LoRaWAN: انتقال داده در محیطهای دریایی گسترده
اگر به دنبال پیادهسازی این سامانه در پروژههای صنعتی خود هستید، همین حالا با شماره های ۰۹۱۲۸۵۷۸۰۴۶ و ۰۹۱۲۰۱۹۱۳۶۸ تماس بگیرید و یا به ایمیل info@iotbiz.ir درخواست خود را ارسال کنید تا مشاوره رایگان دریافت کنید و راهکار مناسب را دریافت کنید.