告别重复与高风险石油作业,石油人的角色将被重新定义!
文 | 乐枫
说起石油行业最辛苦的岗位,你会想到谁?
是钻井、修井,还是物探、巡检……
如今,这里面一些危险系数高、技术含量低、重复性强的工作,正从石油人手里交给智能钻机、机器人、无人机!
这不是科幻场景,而是中国石油辽河油田正在发生的真实转变。今年,59座无人机机场正在辽河油田如火如荼使用中。
这场变革,到底会给油气行业带来什么?石油人的工作,又将走向怎样的未来?
01
油气行业首创
在中国,每一个大型油田都是一个庞大而复杂的有机体。
开发建设已55周年的辽河油田,就建有电网、热管网、油管网、水管网、气管网、碳管网、光网等各类管网,总长度2.51万公里,它们共同维系着油田的生产与运转。
这些管网如同油田的毛细血管,广泛分布在农田、河流、湿地、沙漠、保护区等环境复杂地区,巡检难度极大,安全风险高。
多年来,辽河油田主要依赖几百名巡检工人进行管网巡检。
然而,面对平均服役超20年、近水区域多、地理环境复杂的管网系统,传统巡检模式逐渐暴露出效率低、周期长、盲区多、风险高等系统性短板。尤其在稻田、沟渠与自然保护区内,人工巡检不仅受季节与地形制约,更存在人身安全隐患。
此外,不同类型管网的检查重点各有不同,仅依靠人力和单一巡检方式,很难实现精准化、系统化管控。比如,管道微漏、保温层破损、挥发性有机物逸散等细微隐患,几乎无法通过肉眼及时识别。
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为系统性地破解这些难题,辽河油田多部门协同联动,专门成立本部无人机区域巡检机场建设专班,创新打造“无人机机场+单兵装备+智能管理平台”三位一体模式,构建起“1+8+N”无人机智慧巡检体系“。
具体来说,就是以1个智能管理平台为核心枢纽,部署8个区域机场群,实现油田全域覆盖,支撑N类业务场景应用,并引入大疆机场3(Matrice 4TD)及大疆生态合作伙伴的“无人异构系统综合管理平台”,打造辽河油田专属智能无人巡检系统,为油田巡检装上了“天眼”和“超级大脑”,首次构建覆盖“电热油水气碳光”七大维度的油田“七网合一”智能化巡检体系。
这一体系立足油田全链条需求,实现从管线巡线到多要素数据采集的全场景智能化覆盖,为集团同类油气田无人机建设与应用提供了“整体规划、系统落地”的示范样本。
针对跨河施工、电磁干扰等现实难点,项目团队先后进行了126次实地勘察、58次模拟推演和27次现场实验,创新采用“多基站接力覆盖方案”,成功实现机场方圆5公里内信号稳定传输,最大程度覆盖油田“七网”,监测效率提升400%。
在实际业务中,辽河油田应用大疆机场3借助热成像、气体检测、高倍变焦等技术,能够智能识别光伏板故障、管网保温缺失、夜间盗油漏油、VOCs排放超标、违规施工等多种隐患。
例如,目前光伏板巡检AI算法进行五期测试,故障检出率为80.1%。识别故障或隐患后,管理平台可实时报警,信息推送至其他生产安全系统和附近油田维修班,及时处理。
至此,辽河油田巡检实现了从“人防”到“技防”的转变。
02
井站的全自动哨兵
如果说纵横交错的管网是油田的“血管”,那么星罗棋布的井站就是油田的“心脏”。
以往受制于天气、地理等因素,辽河油田四散分布的井站难以实现高频次、全覆盖的巡检。
现在,大疆机场3成为了部署在“心脏”周围的全自动哨兵。
每个机场最大覆盖半径达7公里,搭载的Matrice 4TD无人机拥有54分钟的超长续航能力。而且,机场支持给无人机自动充电,25分钟即可从10%左右充到90%,使无人机快速投入到下一条航线的巡检,实现高效的轮转作业。
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为了让无人机巡测更“智能”,辽河油田项目组在航线优化、功能升级、AI算法上持续优化,逐步实现了无人机巡测的“一网统管”。
这也意味着,在无需人工干预的情况下,无人机基本可以自主完成预定区域的智能巡检任务。
而基于无人机回传的信息,系统AI智能分析算法能够自动识别井站围栏区域的动物闯入等异常情况,并及时报警处理,石油人在后台就能掌控一切。
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目前,油田工作人员只需按照井站分布情况,部署机场,规划巡检航线,每条航线最多覆盖5到8条管线。
无人机按预设周期自动执行巡检任务,全程无需专业飞手参与,真正实现井站巡检的少人化、智能化。
03
给高风险作业装上火眼金睛
在油气行业,集气站、处理厂等高风险作业区域的安全管理一直是重中之重。
这些场所常面临高温高压、易燃易爆、有毒有害的极端环境,传统人工巡检模式存在明显局限:巡检人员需近距离检查设备运行状态,人身安全难以保障;巡检质量高度依赖个人经验,漏检、误判时有发生;纸质记录方式效率低下,数据无法实时回传,隐患发现严重滞后。
更重要的是,管理人员难以对巡检过程实现全程可视、可溯、可管,标准化执行成为难题。
而在辽河油田智能巡检体系中,大疆Matrice 4TD无人机搭载的高清广角、长焦和红外热成像相机,能够采用多种方式对作业区进行巡检。通过辽河油田无人机管理平台集成的19种AI智能算法,能够识别施工人员未带安全帽、未穿戴劳保,以及站内烟火及管道泄露等异常,保障站内作业和生产安全。
目前,正在完善优化平台“任务的一键暂停、一键恢复”等73项功能开发优化需求,已完成40项,全面优化应用后,将实现无人机巡测“一网统管”。
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针对巡查死角和移动人员的高风险作业区,机场既定航线难以实现全面覆盖,应用单兵模式可灵活巡检,实现高风险作业区无死角巡查。
在实际应用中,无人机按照预设路线自动环绕飞行,通过多传感器融合技术,对工艺设备完整性、跑冒滴漏、关键节点温度、危险作业行为等进行重点监控,有效弥补了人工巡检的盲点与滞后性,逐步构建起“无人巡检、智能预警、闭环处置”的高风险作业安全管理机制。
04
油田数字化浪潮已至
当前,数字化转型已关乎生存与发展,深刻影响着油气行业的未来格局。
2021年底,《“十四五”能源领域科技创新规划》明确提出推动油气行业与数字化、智能化技术深度融合。
2023年3月,国家能源局进一步强调加快智能钻机、机器人、无人机、智能感知系统等智能生产技术装备在石油物探、钻井、场站巡检维护、工程救援等场景的应用,推动井、站、厂、设备全过程智能联动。
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在这一背景下,已开发建设55周年的辽河油田,正将数字化作为建设“五个百年油田”战略目标的核心支撑,积极探索传统油气田的高质量发展路径。
截至目前,油田规模引进无人机巡检系统,已完成航线规划1366条,累计飞行32964架次,巡检总里程超23万公里。通过部署管线巡检、交接班、光伏板、施工作业等19类AI巡检算法,累计训练十余万张素材照片,平均检出率达70%。
在此基础上,油田通过“大疆机场3+移动单兵”“日巡+夜巡”的融合管理模式,实现了从管线巡线到多要素数据采集,
其机场网络可实现全自动巡逻作业,长焦相机精准识别设备仪表读数,热成像技术及时发现管线保温层破损,高精度定位技术辅助管道巡线。这些功能共同构建起了一套完整的油田智能化管理解决方案。
值得关注的是,这一成果的背后,是油田首次实现无人机共享平台的规模化部署应用——以无人机共享平台为核心,深度融入油田生产指挥中枢,实现从管线巡检、设备监测到环境感知的全业务场景贯通,同步集成多类型AI算法与功能模块,提升“巡检-采集-分析-决策”闭环能力,形成覆盖多作业区、多类型设施、多业务场景的无人机共享平台体系,推动油田级无人机共享服务从试点向规模化运营转型,从“数据采集”向“智能决策”升级。
辽河油田下一步继续开展地质沉降检测、多系统联动、天然气泄漏检测等深化应用。
可以预见,随着智能化水平持续提升,中国各大油田将迎来从生产方式到管理模式的深刻重塑,石油人也将从“体力劳动者”向“智能管理者”转型,迈向更高效、更安全、更可持续的油气时代。
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