Συντάχθηκε 25-05-2020 14:58
Τίτλος : Feasibility of industrial internet of things (iiot) in flow assurance and production engineering
Τριμελής εξεταστική επιτροπή:
Καθηγητής Νικόλαος Βαρότσης, Σχολή ΜΗΧΟΠ, Πολυτεχνείο Κρήτης (Επιβλέπων)
Επίκουρος Καθηγητής Βασίλειος Γαγάνης, Σχολή Μηχ. Μεταλλείων – Μεταλλουργών, Ε.Μ.Π.
Καθηγητής Βahman Τohidi, Heriot-Watt University
Περίληψη:
Ένας από τους πιο σημαντικούς στρατηγικούς στόχους του πετρελαίου και του φυσικού αερίου ήταν ο ψηφιακός μετασχηματισμός. Η εγκατάσταση συσκευών IIoT (Internet of things) στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου φαίνεται να αυξάνεται εκθετικά κατά την τελευταία δεκαετία.
Το Διαδίκτυο των πραγμάτων (IoT) είναι ένα δίκτυο που αποτελείται από φυσικές συσκευές, αισθητήρες και άλλες συσκευές που βοηθούν στην εκτέλεση ορισμένων εργασιών. Είναι ένας μηχανισμός με τον οποίο είναι δυνατή η αίσθηση αλλαγών στους γύρω παράγοντες και στη συνέχεια να αναλάβουμε δράση. Όταν οι συσκευές είναι συνδεδεμένες και προγραμματισμένες, είναι εφικτό να λαμβάνετε δεδομένα από το περιβάλλον, να τα διαβιβάζετε και στη συνέχεια να λαμβάνετε μια απόφαση βάσει αυτού. Το IoT επιτρέπει την ενσωμάτωση συστημάτων που βασίζονται σε υπολογιστές με τα φυσικά συστήματα του κόσμου και οι συσκευές IoT αναμένεται να είναι σε θέση να επικοινωνούν με τον άνθρωπο όπως συμβαίνει με συσκευές πραγματικού κόσμου. Επιπλέον, οι υπολογιστές IIoT και Cloud είναι στενά συνδεδεμένοι. Το IIoT δημιουργεί τεράστια ποσότητα δεδομένων και το Cloud computing παρέχει τη διαδρομή για την παρουσίαση αυτών των δεδομένων με έναν χρήσιμο τρόπο στον τελικό χρήστη. Οι κύριοι στόχοι αυτής της ψηφιοποίησης στο επιχειρησιακό πλαίσιο είναι η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο, η βελτιστοποίηση σε πραγματικό χρόνο και η επίτευξη ανώτερων δυνατοτήτων πρόβλεψης.
Στην παρούσα διατριβή, το IoT συζητείται και αναλύεται, με έμφαση στις Βιομηχανικές εφαρμογές στον τομέα Πετρελαίου και Φυσικού Αερίου, και συγκεκριμένα σε θέματα διασφάλισης ροής και μηχανικής παραγωγής. Αναλύει τους οδηγούς του IIoT, παρουσιάζει τα πλεονεκτήματα και τα οφέλη και περιγράφει τις προκλήσεις που αντιμετωπίζει η εφαρμογή. Ο στόχος αυτή της εργασίας είναι να εφαρμόσει το IoT στην τεχνολογία μιας εταιρείας, με αποτέλεσμα περαιτέρω αυτοματοποίηση, αύξηση της παραγωγής, βελτιωμένα πρότυπα HSE και μειωμένο κόστος.
Η συνεργασία με την Hydrafact Ltd, μια εταιρεία με έδρα το Εδιμβούργο του Ηνωμένου Βασιλείου, η οποία παρέχει εξειδικευμένη συμβουλευτική και τεχνολογική εμπειρία στην ανάντη O&G, επέτρεψε αυτήν τη μελέτη για την εφαρμογή του IoT στον αισθητήρα τους, HydraCHECK. Αυτό το προϊόν είναι μια αναλυτική λύση για την παρακολούθηση της συγκέντρωσης του αναστολέα ένυδρου άλατος και του αλατιού στο παραγόμενο νερό από έναν αγωγό. Η συσκευή IoT που χρησιμοποιείται είναι ένα Raspberry Pi, που είναι ένας υπολογιστής μικρής κλίμακας ικανός να εκτελέσει την επιθυμητή εργασία. Το Rapsberry Pi, συνδέθηκε με τον αισθητήρα, μέσω προγραμματισμού που επιτρέπει την επικοινωνία και την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ HydraCHECK και του χρήστη. Οι κώδικες προγραμματισμού δημιουργήθηκαν τόσο στο εργαλείο οπτικού προγραμματισμού Python όσο και στο NodeRed, λόγω του γεγονότος ότι και οι δύο προϋπήρχαν στο Rapsberry Pi. Ωστόσο, στο τέλος, η Python φάνηκε να είναι πιο εφικτή λύση.
Η προτεινόμενη μελέτη δείχνει τη σκοπιμότητα εφαρμογής του IoT στο πετρέλαιο και το φυσικό αέριο και τη διασφάλιση ροής. Με τη χρήση μιας τέτοιας «έξυπνης» τεχνολογίας, οι λειτουργίες είναι πιο αποτελεσματικές, η παραγωγή βελτιστοποιείται και το κόστος μειώνεται.
Summary:
One of the most important strategic objectives of Oil and gas has been digital transformation. The installation of IIoT devices in oil and gas Industry is seen to increase exponientally over the past decade.
The Internet of Things (IoT) is a network made up of physical devices, sensors, and other devices which help to accomplish certain tasks. It is a mechanism by which it is possible to sense changes in the surrounding factors and then take an action. When the devices are connected and programmed, it is feasible to take data from the environment, transmit it and then make a decision based on that. IoT enables the integration of computer-based systems with the physical systems of the world and IoT devices are expected to be in a position to communicate with humans just as it happens with real world devices. Furthermore, IIoT and Cloud computing are closely attached. IIoT creates huge amount of data and Cloud computing provides the pathway to present this data in a useful way to the end user. The main objectives of this digitalization in the operational context, are real time monitoring, real time optimization and achieving superior predictive capabilities.
In the present thesis the IoT is discussed and analysed, with focus on Industrial applications within the Oil and Gas sector, and in particular, flow assurance issues and production engineering. It elaborates on the drivers of IIoT, presents the advantages and benefits and describes the challenges faced in the implementation. The aim of this project is to implement IoT on a company’s technology, resulting to further automation, increased production, improved HSE standards, and reduced costs.
Collaboration with Hydrafact Ltd, an Edinburgh, UK based company providing Consulting and Technology expertise on upstream O&G , enabled this study for implementation of IoT on their sensor, HydraCHECK. This product is an analytical solution for monitoring the concentration of hydrate inhibitor and salt in produced water from a pipeline. The IoT device used is a Raspberry Pi, which is a small scale computer capable of accomplishing the desired task. The Rapsberry Pi, was connected to the sensor, through programming enabling communication and data exchange between HydraCHECK and the user. Programming codes were created both in Python and NodeRed visual programming tool, due to the fact that are both pre existed in the Rapsberry Pi. However, in the end, Python appeared to be more feasible solution.
The proposed study indicates the feasibilty of implementation of IoT in Oil and Gas and flow assurance. With use of such a “smart” technology, operations are more efficient, production is optimised and cost is reduced.
Σύνδεσμος εκδήλωσης: https://join.skype.com/n3V5tdgfUzQl
Τόπος: Εξ’ αποστάσεως (Skype) – Ανοιχτή στο κοινό - link: https://join.skype.com/n3V5tdgfUzQl
Έναρξη: 29/05/2020 12:00
Λήξη: 29/05/2020 13:00
