石油天然氣是藍色星球孕育的寶藏,也是全球能源體系不可或缺的重要部分。然而,全球油氣資源地理分布并不均衡,產供地域與消費市場存在空間錯位,油氣開采轉運成為突破油氣資源地理困局的關鍵。
以中國為例,油氣生產主要集中在東北、西北和西南地區,消費市場則大多在東南沿海以及中南地區,產銷區域分離且跨度大。與鐵路、公路、水路、航空運輸相比,管道傳輸是目前陸上油氣長距離運輸“性價比”最高的方式。
目前管道傳輸多采用地埋管道,相較于架空敷設和地表敷設管道,地埋管道的問題更不易察覺。當遇到施工破壞、地質災害等突發事件,傳統人力巡檢難以提前預判風險或及時到達現場,一旦出現油氣泄漏情況,可能會產生供應中斷、環境污染、火災爆炸等事故,容易造成巨大的經濟損失、環境災害和人員傷害。
那么如何塑造一個管道風險的“全天候智能巡檢員”來幫助實時監測和感知管道安全呢?
華為與行業客戶的最新實踐給出了答案。
守護管道安全
看好能源儲備
山東是我國的糧食大省,也是油氣管道大省,油氣管道總長度約占全國十分之一。國家管網集團山東分公司(簡稱:國家管網山東公司)所轄管道沿線涉及農田、濕地、水源地等錯綜復雜的自然環境。為能更精準識別并預防管線打孔盜油、施工破壞等高危行為,以及增強管道安全保障能力、避免油氣泄漏導致的農田環境污染,華為助力國家管網山東公司打造了油氣管道光纖預警系統,采用華為分布式光纖傳感技術對長距離線性布局的管道區域實行智能化監測。
分布式光纖傳感技術與人體的“感覺神經”功能類似——當油氣管線發生外來入侵時,通過沿管線部署的伴行光纖可以感知振動,不同的振動波紋通過光纖傳感設備來快速分析振動波紋信息,識別事件類型并及時上報告警,從而實現管道監測預警智能化。
光纖預警系統是一個“端-邊-云”的三層架構。
1、第一層架構部署于各管線站場及閥室,用于光纖傳感原始振動數據采集;
2、第二層架構部署于國家管網山東公司,基于瀑布圖核心算法、告警壓縮等模型,用于告警數據統一匯聚與處理;
3、第三層架構部署于國家管網集團,依托IMS系統,實現告警業務的閉環管理,并與視頻檢測、無人機進行聯動,通過三層架構協同樹立更為堅實的油氣管道風險防御體系。
通過優化的算法模型減少車輛穿行伴行不同路段等造成的非威脅事件干擾,提高夜間人工振動告警靈敏度,更精準地分辨第三方機械施工或打孔盜油行為;并通過后臺壓制非威脅告警事件,增強預警準確性,降低巡護人員現場復核的頻次,有效提升了巡線效率與精度,保障管道安全。
該光纖預警系統于2023年12月正式啟用,截至目前已覆蓋1173公里管線,共精準識別并及時防控第三方機械施工100+起。
創新不停
加速油氣智能化進程
放眼全球,國際管道合作和跨國管道建設如火如荼,大型石油和天然氣管線的建設已經成為各國經濟發展的重要標志。隨著運行年限、里程不斷增長,人工巡護和研判等傳統方式手段變得難以滿足管道保護需要,國際油氣企業對于管道監測智能化手段的追求與探索從未停歇。
阿爾及利亞是非洲最大的石油生產國之一,Sonatrach作為該國石油行業的核心組織運營著數十條油氣管線,傳統人工巡檢成本高,效率低,難以全天候實時掌握管道運行情況。
Sonatrach聯合創新中心攜手華為,開始構建油氣管道巡檢方案,旨在結合創新技術來降低運維成本,實現管道損壞主動預警以及斷纖位置快速定位。華為光纖預警方案在智慧油氣管道巡檢的聯創試驗中表現出色,第一,針對光纖中斷、人工挖掘、機械挖掘的不同事件分析,華為方案可100%區分事件類型;第二,告警準確率高,誤報率僅為0.012次/公里/天,所有距離光纖2米范圍內的告警均能上報;第三,告警定位平均誤差小于10米,光纜地圖GIS位置信息精準。
“基于光纖傳感的智慧油氣管道巡檢方案有助于解決人工巡檢難、風險識別慢等難題,”Sonatrach聯合創新中心經理SanaLallali說到,“我們對與華為的聯合創新成果感到滿意,希望未來可以與華為進一步合作,共同推進石油行業的智能化進程。”
油氣管道作為能源大動脈,其安全問題對全球能源供給的影響可謂牽一發而動全身。面對油氣管道數智化這個大課題,華為希望通過深度融合光傳感、AI、大數據等新ICT技術,與油氣企業共建方案守衛管道安全,做好保障能源輸送的“全天候智能巡檢員”。
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