石油圈
随着智能化、自动化的发展，未来的海洋石油行业或将呈现这样的景象:在无人平台上，自主机器人来去自如，完成平台上的检查和维护等工作……
作者 | 子衿
一直以来，在海洋平台工作被认为是最危险的工作之一。“与世隔绝”的孤独、恶劣的气候条件，以及长时间操作重型机械设备，无论是身体上，还是精神上，都是极大的考验。
因此，海洋石油行业的招聘工作相对来说较为困难。尤其是2014年的油价暴跌，进一步“侵蚀”本已老龄化的劳动力。“对于千禧一代，从事海洋石油工作以换取丰厚的报酬，并不一定是他们想要的生活，”赫瑞瓦特大学的David Lane教授认为。“长期以来石油公司都有这样的想法，即减少危险环境中的员工数量。如果能够让员工远离海洋平台，回到陆地上，就能降低成本，降低风险，同时还能助力海洋石油行业的招聘工作。”
事实上，海洋石油行业一直在寻求新的技术创新，随着机器人技术的日益完善，石油行业对机器人的需求也在不断增长。未来的海洋石油行业或将呈现这样的景象：在无人平台上，自主机器人来去自如，完成平台上的操作、检查和维护工作……
01. 拥抱机器人
近日，数据咨询分析公司GlobalData发布报告称，石油行业正准备在上游、中游和下游领域广泛应用机器人技术，主要是为了在原油价格波动之际提高生产率和效率。
GlobalData最新的主题报告《石油和天然气中的机器人》(Robotics in Oil & Gas)显示，复杂的挑战，尤其是石油天然气勘探开发和生产方面的挑战，正促使企业探索机器人自主工作或与现场操作人员合作的解决方案的潜力。根据GlobalData的数据，全球机器人产业将以16%的复合年增长率增长，从2018年的982亿美元增至2025年的2778亿美元。
GlobalData的专题报告指出，壳牌(Shell)、埃克森美孚(ExxonMobil)、雪佛龙(Chevron)、英国石油公司(BP)、俄罗斯天然气工业股份公司(Gazprom)、雷普索尔(Repsol)、挪威国油(Equinor)、道达尔(Total)、沙特阿美(Saudi Aramco)、中石化和ADNOC等石油企业对机器人都有深刻的了解。
02. 海上石油五大机器人应用
正如GlobalData石油和天然气分析师Ravindra Puranik所表示的，由于技术的进步，石油巨头可以实现在海、陆、空部署机器人，以执行有潜在危险的任务。机器人的发展正在改变石油和天然气行业的运作方式。在高风险的海上石油领域，目前有哪些最新机器人技术改变海上石油的运作方式呢？对此，Offshore Technology探讨了机器人技术在海上石油行业的5大应用。
1.ANYmal
ANYmal是由ANYbotics公司研制的自主四足机器人，诞生于Total资助的ARGOS挑战赛。ANYmal被称为“世界上第一个自主海上机器人”，专为适应极端环境而设计。
ANYmal重30公斤，能够承载重达10公斤的传感器长达3小时。灵活的关节使它能够平躺在地面上，检查其他机器人可能难以到达的区域，另外，ANYmal还能爬楼梯，即使坡度高达45度也不成问题。坚固的设计和IP-67认证保护机器人免受水和灰尘的侵入。
ANYbotics公司尤其看好该机器人在石油和天然气领域的潜力。该公司认为，四足机器人具备应对海上钻井平台复杂布局的独特能力。它能够在海上平台（其他生产设施，支持船舶等）上巡检，并配备光学变焦及热成像摄像头、超声麦克风、气体检测传感器和激光雷达扫描仪等。在自主行动的时候能够生成周围环境的3D地图，从而更加有效地进行检查和操作活动。ANYmal既可以使用它自己生成的地图进行自主导航，也可以从陆地上站点进行远程操作，为操作员提供实时数据。
2018年9月ANYmal首次部署在北海的平台上，可以执行16种检查并执行一系列的特殊任务，包括对仪表仪器（读数）进行视觉识别，检查危险气体的泄露和浓度等。
2.ARGONAUT
ARGONAUT机器人同样是诞生于由Total资助的ARGOS挑战赛。由于其在坚固性、可靠性，以及在自主功能和远程操作之间转换自如的表现最佳，ARGONAUT机器人被评为ARGOS挑战赛的优胜者。
在ARGOS挑战赛中，长104米、重90公斤的ARGONAUTS机器人技术成熟水平最高，按照模块化和适应性的方式进行设计，因此在未来可以进一步实现升级强化。此外，在第三场比赛前ARGONAUT通过ATEX认证，超出了ARGOS挑战赛规则的要求。在人机交互方面，ARGONAUT更易于操作，可以轻松、快速地从一种模式切换到另一种模式(自主或远程操作)。在安全性和可靠性方面，其定位/重新定位算法的精度达到1厘米。
ARGONAUT的目的在于开发“第一个用于石油天然气行业的自主地面机器人”，配有许多类似ANYmal的功能，例如泄漏检测、传感器等，但不同于ANYmal的四足设计，ARGONAUT为履带式机器人，并且两个ARGONAUT机器人轮班工作，当其中一个机器人回站补充能量时，另一个机器人可以继续工作。
目前这款机器人已经于2018年4月部署在Total位于北海设德兰群岛的天然气工厂，随后又部署在Total距阿伯丁东北440公里处的Alwyn平台，并有望在2022年逐渐升级为一款规模化的商业级油气资产检查机器人。
Total英国技术与创新主管Dave Mackinnon表示:“我们即将推出的技术能够提高安全性，降低成本，甚至延长北海作业的生命周期。”“机器人代表了海上石油行业发展的新范例，Total很自豪能参与其中。”
3.Eelume
Eelume是由挪威科技大学与Kongsberg Marine、挪威国油（Equinor）合作开发的一款仿生机器人，可长时间驻留在海底，并定期执行海底资产检查活动、以及维修维护任务。传统的机器人需要从水面布放，但Eelume系统在海底设置了机器人驻留站，使其使用起来比传统的水下机器人更加快捷。
另外，独特的蛇形机身为Eelume提供了更大的水下灵活性和机动性，使其能够进入现有技术难以进入的受限水下区域。该机器人采用模块化设计，可以附加多种工具，以便为各种作业提供装备。
Kongsberg 首席执行官Arne Kjrsvik说：“该技术的优点在于其功能的多样性。Eelume海蛇机器人具备与Kongsberg开发的巡航海洋机器人相同的能力，它可以像一个细长的鱼雷形水下工具一样直线游动，是一种高效自主水下航行器巡航（Autonomous Underwater Vehicles, AUV）。” 但是相比起AUV，他具有轻型作业能力，可以进入很多大型ROV无法进入的受限区域内，操作阀门，还有其他很多作业任务。
2019年4月份， Equinor已在Trondheim Fjord（特隆赫姆峡湾）进行测试。根据其的计划，Eelume很快将部署在Equinor的阿斯加德（Asgard）油田，进行海底维护工作。
4.E-ROV
E-ROV是由Oceaneering International与Equinor合作开发的一款远程控制机器人（Empowered Remotely Operated Vehicle, E-ROV），它具备独立的电池驱动系统，专为水下作业设计。
E-ROV通过以太网远程链接，允许世界任何地方的控制中心对其操作。Equinor公司还在挪威大陆架上部署了4G网络，使E-ROV能够通过漂浮在海面上的浮标发送和接收数据。
这种以太网连接、E-ROV自带电池和水下充电站的软硬件配置，意味着该机器人无需母船即可作业。这为海底检查节省了资金和资源，还可通过减少船舶的碳足迹和所需的动员数量，带来了额外的环境效益。
Oceaneering公司表示:“我们的自给自足、电池供电的遥控机器人系统集成了Oceaneering最先进的技术，提高作业效率的同时，也提供了行业领先的常驻ROV（Remotely Operated Vehicle)）解决方案。
“这种远程操控系统使作业方能够更快地进行作业干预，更有效地保持持续生产，并以更少的部署成本执行日常任务。”
5.Oseberg H
与以上四类稍有不同，Oseberg H是由Equinor在北海运营的世界上第一个完全无人值守的自动化海上石油平台。由于没有生活区和设施，平台完全无人值守，每年只需进行一到两次维护。尽管Oseberg H平台并不是真正的机器人，但其全自动化程度与以上机器人的“成效”有着异曲同工之处。
该平台在设计之初便制定了“Think big，Build small”的理念，确保设计尽可能“精简”，这种设计理念也就意味Oseberg H项目早于计划提前交付，且其交付价格为7.5亿美元，比开发和运营计划（PDO）的成本估算低20％以上。
2018年10月14日，Oseberg H平台开始生产。该项目预计生产1.1亿桶的油当量。Equinor负责技术、项目和钻井的执行副总裁Anders Opedal说:“Oseberg H平台的建成，使我们实现了巨大的技术飞跃。全自动、无人化和远程操作的平台的核心是数字化，我为Equinor及其合作伙伴选择这种内部开发的解决方案而感到自豪。”
2000年以来，随着科技的发展，人类社会的生产生活已经发生了翻天覆地的变化。作为一名石油人，回首过去20年，油田的作业现场有何变化吗？很多人的答案是“几乎没有”。随着行业的发展，石油行业对新一代年轻人的吸引力越来越小了——艰苦枯燥的作业环境、缺乏高科技元素的工作氛围，以及多年未有提升的薪资待遇……这些都是造成目前局面的原因。
是年轻人错了吗？显然不是，我想这是因为过去20年间，石油行业的进化太缓慢，造成石油人个体劳动价值贡献率一直未有明显提升，这份工作太缺乏挑战。然而，随着新一代信息技术的爆发和数字化技术变革带来的浪潮，石油行业将会发生巨变。未来，石油工程师一定是一份很酷的工作，石油工程师需要具备油田勘探开发生产相应的专业知识，同时具备丰富的数字化知识。
物联网、云计算、大数据技术将提升管理者对油田生产的洞察力和感知能力，机器人将代替过去人工繁重、枯燥的日常工作，1名石油工程师可能就可以承担过去100名石油工人所承担的工作任务。
可以想象，数字化变革即将重塑石油行业，作为石油人，此刻就必须要开始有所准备了。
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