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2010年4月，防喷器(BOP)故障导致墨西哥湾的深水地平线钻井平台事故灾难，造成11名船员丧生www.cechina.cn，并成为美国历史上最严重的漏油事件之一。此后，整个石油和天然气行业都开始重视对BOP系统的全面监测。
BOP系统是阀门、液压和电气设备的组合，用于密封、控制和监测油井，以防止石油或天然气不受控制的释放（见图1）。它们一般被部署在陆上和海洋钻机上，并固定在油井顶部。
图1：已安装好的防喷器系统。所有图片来源：Deepwater Subsea
为了遵守2019年制定的法规，BOP系统测试必须由第三方公司执行，例如总部位于德克萨斯州的Deepwater Subsea（DS）。该公司可以将数据从位于世界任何地方的BOP系统，传输到其监控中心进行分析和报告，从而为其客户提供监测服务。
除了BOP测试外，DS公司还拥有一批训练有素的主题专家(SME)团队，可以提供海底运营支持和培训，以减少停机时间并提高运营性能。
寻找更好的解决方案
在油气行业中，许多运营商和服务公司都采用自己既定的、通常效率低下的流程。与大多数运营商一样，DS公司使用Excel等通用工具来分析数据，因此很难预测和排除问题，也很难帮助其客户满足监管要求。
作为BOP监管合规性的一部分，必须将报告发送给安全与环境执法局，这通常需要可追溯数月甚至数年的定制报告。必须能够快速有效地创建这些任务，因此电子表格并不是一个合适的工具。
为帮助运营商实现卓越运营，需要分析钻机数据、生成合规报告和故障报告并进行定期检查。这些活动产生的信息，可为运营商提供历史经验教训、关键绩效指标、运营日志和检查报告，从而帮助其改进运营并遵守法规。
这些服务的交付因地理位置而变得复杂，因为大多数BOP安装在水面或地表以下数千英尺处。另一个问题是数据量巨大，每天有多达4万个数据标签进入DS的监测中心，24/7/365实时流式传输。
必须快速准确地分析这些数据，并立即将任何问题报告给运行人员。首要目标是防止防喷器系统发生故障，其次是如果发现不危及防喷器运行的问题CONTROL ENGINEERING China版权所有，要保持系统的正常运行，这一目标也很重要。
为了达到所需的确定性水平，该公司决定从电子表格切换到Seeq高级分析软件，以便与感兴趣的数据进行交互、创建见解并生成定制报告。
不同站点之间的数据比较
DS公司采用OSIsoft PI数据历史库从其客户的油井和BOP系统中收集和存储时间序列数据。这些数据主要是压力测量值，来自控制BOP操作不同部分的液压系统。通常通过VSAT卫星通信系统，实现从钻机到监控中心的通信（见图2）。
图2：Deepwater Subsea的监控中心，配备了专业人员来分析其石油和天然气客户的数据。
除了来自钻井的有关BOP系统运行的实时数据流外，历史数据库还包含BOP资产信息，例如制造商、型号、序列号、制造日期、安装日期、上次维护日期、历史故障和泄漏数据之类的信息。
Seeq系统可靠性工程师与DS公司主题专家合作安装该软件，耗时不到两个小时。安装后，Seeq软件会自动监测、连接到PI系统数据并为其编制索引。当需要分析新数据集时，数据提取过程快速而简单，而电子表格则必须通过手动CONTROL ENGINEERING China版权所有，从历史数据库中复制数据并粘贴到电子表格中。
此外，可以连接多个PI系统，以提供不同站点之间的数据比较。Seeq和OSIsoft PI的资产框架之间的紧密集成，被用于分析和资产相关的显示。该解决方案还提供了与其它工具的集成，例如用于数据透视表、图形和业务分析的微软Excel和Power BI。
在微软的Azure云服务平台上，DS公司将Seeq作为SaaS应用程序运行。与就地安装相比，云托管具有多种优势。不需要本地服务器硬件和支持；可以简洁、快速的扩展，几乎没有任何限制；云托管公司提供安全保护、备份和其它功能。无需开展这些活动，使能够专注于其核心任务。
图3：SME使用Seeq进行叠加压力测试。
增加正常运行时间
使用该软件独特的分析功能控制工程网版权所有，监控中心的主题专家可以应用其专业知识来帮助监测BOP系统的异常。现在，专家可以准确量化BOP控制系统在性能、压力泄漏等方面的变化，并快速与钻井人员共享这些信息。
通过捕获数据标签并将其与历史数据比较，监测人员可以分析资产性能，例如压力测试的结果（图3）。历史记录中的数据不会受到这些活动的干扰，完全保真的PI数据被缓存起来，并可以实现即时快速的访问。
叠加先前测试结果以进行比较的功能，使监测人员能够确保设备的机械完整性没有改变。与单个液压回路相关的BOP系统，可能具有一百多种功能，如果想要查明问题（通常是由于组件泄漏）往往极具挑战性。
通过Seeq软件主题专家可以查看信号（例如CONTROL ENGINEERING China版权所有，歧管调节器压力趋势），并将其与任何期望时间的其它信号进行比较。这些信号可以相互叠加，从而可以快速识别哪个组件正在泄漏或会导致某些其它类型的问题。
举个例子： BOP系统中的上部外部节流阀在阀门关闭时泄漏。进一步的分析可以显示这是否是一个必须立即解决的问题，或者是否可以安全地推迟维修，以实现主动而非被动的维护。
在最近的一次监测检查中，DS公司利用Seeq的各种工具和功能，识别出22个控制系统泄漏。这些项目中的每一个都可能导致生产中断事件，会导致数百万美元的收入损失。
新的监测服务显著增加了石油和天然气运营商的正常运行时间。一些寻求美国安全与环境执法局(BSEE)批准的运营商已经可以将BOP测试间隔从14天延长至21天，每台钻机每年可以节省约1000万美元。这些测试间隔的延长不仅减少了停机时间，而且还提供了进行更详细分析的机会，在此期间可以查明问题。这有助于确保正确的零件和人员在场执行所需的工作，从而加快了维护和维修的速度。（作者：Michael Fry）
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