استخراج نفت و گاز از میادین همواره با چالش‌های زیادی همراه بوده است. شرکت‌های نفتی برای حفظ رقابت در این عرصه باید به طور دائمی در تلاش برای تولید نفت خام و دیگر محصولات با هزینه پایین باشند. یکی دیگر از چالش‌های این شرکت‌ها تلاش برای پیدا کردن ذخایر جدید نفت گاز است تا بتوانند به طور مداوم نفت و گاز استخراج کنند. از طرفی دیگر مواد زیست محیطی یکی از چالش‌هایی است که آن‌ها مدام با آن دست و پنجه نرم می‌کنند. در این شرایط استفاده از تکنولوژی اینترنت اشیا در صنعت نفت و گاز می‌تواند بسیاری از مشکلات را حل کند.
در این دهه اخیر به لطف تکنولوژی اینترنت اشیا بسیاری از کار‌ها مانند تجزیه و تحلیل اطلاعات به سادگی انجام می‌شود. سنسورها ارزان‌تر از گذشته در دسترس هستند و فناوری ارتباطات به سرعت در حال توسعه است. همه این پیشرفت‌ها به این معنی است که شرکت‌های نفتی می‌توانند از سنسور‌های بیشتری در مکان‌های مختلف برای نظارت بر ماشین آلات و شرایط کار استفاده نمایند. همه این‌ها نشان دهنده نقش حیاتی اینترنت اشیا در صنعت نفت و گاز است.
روش‌های نظارت با اینترنت اشیا بر صنعت نفت و گاز
اکثر شرکت‌های نفت و گاز در حال حاضر از سیستم‌ها و روش‌های قدیمی برای برطرف کردن مشکل نظارت، مشاهده تجهیزات و سامان دهی داده‌ها استفاده می‌کنند. در ادامه به تعدادی از این مسائل به صورت کلی اشاره خواهد شد:
۱- کنترل کننده منطقی برنامه‌پذیر (PLC)
پی ال سی‌ها معمولاً سیستم‌هایی دارای ارتباطات سیمی اینترنت اشیا هستند که در حیطه‌های صنعتی کاربرد دارند. اولین نیاز این سیستم ایجاد ارتباط سیمی و سیم کشی کردن بین سیستم‌ها و تجهیزات برای جمع‌آوری داده از آن‌ها است که این فرآیند می‌تواند بسیار پر هزینه باشد. این تکنولوژی معمولاً از استاندارد‌هایی مانند RS232 و RS485 استفاده می‌کند.
۲- ارتباط از طریق ماهواره
ارتباطات ماهواره‌ای هزینه‌های بسیار زیادی دارند که نکته قابل توجهی است. ولی بدلیل اینکه این صنایع علاقه زیادی برای مشاهده فرآیند‌ها و نظارت از راه دور دارند، این هزینه‌های بالا برای آن‌ها توجیه‌پذیر است.
۳- نظارت فیزیکی خط‌ها
اغلب شرکت‌ها و صنایع نفتی و گازی هنوز هم از افراد به صورت حضوری برای نظارت و اندازه‌گیری به صورت دستی بهره می‌برند. استفاده از این روش ساده و آسان می‌باشد، ولی از طرف دیگر زمان مصرف شده و هزینه نیرو‌های استفاده شده در این روش مخصوصاً برای مناطق دور افتاده بسیار زیاد است.
کاربرد اینترنت اشیا در صنعت نفت و گاز
پالایشگاه‌ها و دیگر شرکت‌های نفتی همیشه با چالش‌های زیادی مواجه می‌شوند. این چالش‌ها اغلب در حوزه نظارت، کنترل و کم کردن هزینه‌ها هستند. با این حال می‌توان به راحتی با اسفتاده از اینترنت اشیا در صنعت نفت و گاز بسیاری از روند‌ها را تغییر داد و از حجم کار نیروی انسانی کم کرد.
نظارت بر تجهیزات نفت و گاز
بسیاری از پایگاه‌های نفت و گاز در بسیاری از مناطق دارای شبکه‌های ارتباطی بسیار ضعیف هستند. این شرایط باعث می‌شود تا کارشناسان مربوطه نتوانند نظارت دقیقی بر فشار، دما، سرعت جریان و دیگر شرایط داشته باشند. همچنین این روش باعث می‌شود که هزینه تمام کار‌ها گران قیمت تمام شود.
در این محیط‌ها شبکه‌های تلفن همراه گزینه مناسبی برای ارتباط نیستند و از طرف دیگر استفاده از شبکه‌ی WIFI یا MESH هم نیاز به مهندسی‌های پیچیده و وقت گیر جهت اجرا دارد. حال برای غلبه بر این مشکلات، معمولاً برای انتقال اطلاعات کلیدی از ارتباطات ماهواره‌ای یا سیمی استفاده می‌شود که در هر صورت هزینه بسیار زیادی را به مجموعه تحمیل خواهد کرد.
برای حل این چالش سازمانی می‌توان با استفاده از LPWANها هزینه کمتری را برای نظارت مختلف صرف کنند. به عنوان نمونه سازمان‌ها می‌توانند داخل چاه‌های نفت آشکارساز‌ها را تعبیه کنند تا تمام چاه‌ها به شبکه LPWAN متصل شوند. در نتیجه هر یک از این آشکارساز‌ها داده‌های مختلف را به یک نقطه مرکزی که به یک ماهواره متصل هستند ارسال می‌کنند.
یکی از کاربردهای اینترنت اشیا در صنعت نفت و گاز این است که اطلاعات دریافت شده بر روی سایت می‌توانند به سادگی پردازش شوند. در نتیجه این امکان به کارشناسان مربوطه داده می‌شود تا اطلاعات بیشتری را نسبت به روش‌های قدیمی و سنتی جمع‌آوری و بر روی آن‌ها نظارت کنند. به عنوان مثال LPWANها امکان اندازه‌گیری شورای نفت استخراج شده را دارند. این اتفاق ممکن است در اثر نفوذ آب به چاه نفت رخ داده باشد و پرسنل به راحتی می‌توانند در این شرایط نظارت بهتری داشته باشند.
نظارت بر خط لوله نفت و گاز
یکی از نگرانی‌ها و چالش‌های همیشگی در مورد لوله‌های نفت و گاز، احتمال خرابی و نشت و در نتیجه بروز خسارت‌های زیست محیطی و مالی است. به عنوان مثال اگر گاز متان در یک محیطی نشت کند، حدود تأثیری به مراتب ۲۵ برابر مخرب‌تر از سوختن دی اکسید کربن در یک دوره صد ساله خواهد گذاشت. با این حال لوله‌های انتقال نفت معمولاً مستعد انفجار نیستند اما با نشت نفت از لوله‌ها، دارایی شرکت‌های نفتی از دست می‌رود و منجر به پرداخت جریمه‌های سنگین خواهند شد.
قبل از ورود اینترنت اشیا به صنعت نفت و گاز، کارشناسان با استفاده از اینترنت ماهواره‌ای، می‌توانستند نقاط کلیدی در خطوط لوله نفت گاز را کنترل و اطلاعات استحراج شده را برای بررسی اندازه‌گیری کنند؛ اما در این چند ساله اخیر با ادغام M۲M راه کار‌های نفت و گاز، می‌توان بر روی نقاط کلیدی بیشتر با هزینه بسیار کمتری نظارت نمود.
یکی دیگر از کاربردهای اینترنت اشیا در صنعت نفت و گاز، به نظارت بهتر بر اجزای خط لوله مانند فیلتر‌ها و پمپ‌ها کمک بهتری کند. بدون داشتن همچنین سیستم هوشمند و تکنولوژی IoT، سازمان‌ها مجبور هستند یک فرد را برای انجام دوره‌های نگهداری روزانه به این مناطق ارسال کنند؛ اما با استفاده از تکنولوژی IoT تنها برای تعویض پمپ و فیلتر در زمان مناسب می‌توان دست به اقدام زد.
نظارت بر تهویه مطبوع
یکی از کاربردهای اینترنت اشیا در صنعت نفت گاز، نظارت بر ضماخت خط لوله، نظارت بر فشار داخل لوله‌های انتقال سوخت و نظارت بر سرعت جریان عبوری نفت یا گاز است. این نظارت‌ها در قدیم توسط نیروی انسانی انجام می‌شد؛ اما معایب این کار این بود که باید شخص اندازه‌گیری‌های بسیاری زیادی انجام می‌داد که با توجه به متغیر بودن داده‌ها، امری پر هزینه و وقت گیر بود.
بسیاری از قسمت‌های مختلف پالایشگاه‌ها باید به صورت لحظه‌ای تحت کنترل و نظارت باشد. به عنوان مثال برخی از دریچه‌ها بر اساس جریان عبوری نفت و گاز کنترل می‌شوند. در این صورت اگر کوچک‌ترین تغییری در سرعت جریان سوخت اتفاق بیفتد باید کارشناسان مربوطه اقدامات لازم را انجام دهند.
با این حال سیستم‌های رادیویی معمولاً نمی‌تواند با ۱۰۰ درصد دقت اطلاعات را به صورت لحظه‌ای منتقل کنند. از طرف دیگر نیز LPWANها نیز معمولاً برای عملکردی با دقت بالا طراحی نشده‌اند. در پالایشگاه‌ها نیز داده‌ها باید در صدم ثانیه و با دقت بالا باید اطلاعات را جا به جا کنند و یک سیستم جوابگوی این انتظار نخواهد بود.
در گذشته بسیاری از جنبه‌های یک پالایشگاه با سطوح مشخصی از عدم اطمینان طراحی و ساخته شده‌اند، زیرا اندازه‌گیری آن‌ها امکان‌پذیر نبوده است. با این حال کاربرد اینترنت اشیا در صنعت نفت و گاز این جا خودش را نشان می‌دهد که می‌تواند داده‌ها را با دقت بالا و در لحظه منتقل کند. به عنوان مثال یک قسمت از پالایشگاه ممکن است توانایی تولید فشار یکسان در تمام نقاط را نداشته باشد.
برای حل چنین مشکلی می‌توان از اینترنت اشیا در صنعت نفت و گاز بهره برد. در این شرایط با استفاده از تکنولوژی IoT داده‌های بیشتری را می‌توان برای جریان عبوری از لوله‌ها فراهم کرد تا پالایشگاه با قدرت بیشتری به کارش ادامه دهد. در ادامه شبکه اینترنت اشیا می‌تواند با محدود کردن دسترسی پرسنل پالایشگاه برای کنترل دستی و کاهش تجهیزاتی که نیاز به ارتباط سیسمی دارند باعث کاهش هزینه‌ها شوند.
مدیریت انرژی
سوخت‌های فسیلی مانند نفت و گاز یک سرمایه ملی و گران بها است که باید در مصرف آن صرفه‌جویی کرد. کشور ما نیز با توجه به اینکه اقتصاد آن بر پایه میعانات نفتی استوار است، مدیریت انرژی اهمیت ویژه‌ای در اقتصاد دارد. در چنین شرایطی می‌توان با مدیریت انرژی که یکی از مهمترین کاربرد اینترنت اشیا در صنعت نفت و گاز است بهره برد.
به عنوان مثال پالایشگاه ها برای شناسایی انواع نفت خام دریافتی یا ذخیره شده می توانند از سنسورها استفاده کنند. جمع آوری چنین اطلاعات ارزشمندی برای تصمیم گیری های تولید و اجرای انواع عملیات بسیار حائز اهمیت خواهد بود. به همین خاطر سرمایه گذاری در صنعت اینترنت اشیا و به کارگیری این تکنولوژی یک مزیت منحصر به فرد می تواند برای شرکت های نفتی محسوب شود.
حمل و نقل نفت و گاز
بازار کار اینترنت اشیا در ایران روز به روز در حال افزایش است. یکی از دلایل آن نظارت بر کشتی‌های حمل و نقلی است که نفت و گاز کشور را را جا به جا می‌کنند. در این شرایط کاربرد اینترنت‌اشیا در صنعت نفت و گاز بیشتر خودش را نشان می‌دهد؛ زیرا در وسط اقیانوس برای ارتباطات تنها به اینترنت ماهواره این کار امکاز‌پذیر است و برای جمع‌آوری اطلاعات گزینه‌ها محدود است.
برای نظارت از راه دور برای برخی از بخش‌های کشتی ککه پرسنل نمی‌توانند به آن دسترسی داشته باشند می‌توان از LPWANها استفاده کرد. بدین ترتیب نظارت و اطمینان بیشتری برای نظارت بر حمل و نقل کشتی‌ها خواهند داشت.
در برخی از قسمت‌های کشتی‌های حمل و نقل پرنسل نیاز به رابط‌های سیمی برای ارتباط دارند؛ اما با استفاده از تکنولوژی iot شبکه‌های کوچک اینترنت اشیا می‌توانند جایگزین‌های بسیار خوبی برای سنسور‌های سیمی و قدیمی باشند. به همین خاطر شرکت‌های اینترنت اشیا در ایران می‌توانند از این فرصت برای انجام پروژه‌های نفتی استفاده کنند.
جمع بندی
در این مقاله از مجله IoT درباره انواع کاربرد اینترنت اشیا در صنعت نفت و گاز صحبت کردیم. این کاربردهای مختلف در پالایشگا‌هاً می‌توانند باعث افزایش بهره‌وری و همچنین کم کردن هزینه‌های تولید میعانات گازی شوند. حال اگر شما هم متخصص اینترنت اشیا هستید یا در زمینه صنعت اینترنت‌اشیا دستی بر آتش دارید، می‌توانید با ثبت نام در مرکز اینترنت اشیا ایران، با کارشناسان مربوطه ارتباط برقرار کنید.