受火星探測器啟發 石油鉆井機器人出爐
探索火星與開采石油之間會發生聯系嗎?至少在挪威機器人鉆井系統公司(RoboticDrillingSystem)看來,答案是肯定的。這聽起來有些不可思議,但美國國家航空航天局(NASA)的火星探測器確實給石油行業的自動化帶來了全新靈感。
受“漫游者”火星探測器工作原理啟發,挪威機器人鉆井系統公司日前開發出了一套全自動的石油鉆井平臺,該平臺能夠通過衛星坐標定位作業地點,自動豎起14層高的鋼鐵加固物、自動開掘油井,然后在衛星的導航下移動到下一個工作地點……如果這種機器人在后續的推廣中能夠得到商業化應用,人類將從重復、危險而又耗時的油田作業中解放出來,石油行業的自動化也將不再遙遠。
目前挪威機器人鉆井系統公司已經與NASA簽署了信息共享協議,按照協議,這家挪威公司將獲得授權,進一步對“好奇”號火星探測器進行研究,以推動機器人在能源行業的應用。
石油行業的自動化是當下很多科學家努力的方向。目前正在領導一項石油鉆井自動化項目研發的前殼牌高管埃里克·范·沃特認為,油氣開采的自動化將成為一個充滿希望的新興產業。“大家很快就會看到這個行業的快速進步,這將是一次自動化技術的大爆發。”
除了專業的自動化技術公司,一些石油公司也已啟動了相關研究,其中包括美國第三大獨立石油公司阿帕奇(Apache)、美國最大油井設備生產商國民油井華高公司(NOV)、挪威國家石油公司等。“同汽車組裝、巡航導彈系統等高度自動化的領域相比,鉆井平臺的自動化安裝聽起來有些超現實,但它確實在發生。”機器人鉆井系統公司負責營銷的副總裁桑德維克表示。
國民油井華高公司鉆井解決方案部門主管里斯指出,直到最近,業界才開始關注機器人,之前的石油開采活動從未脫離人的參與。“很長時間以來,我們這個行業都有一種觀念,即我們需要更多有經驗的人,認為這是完成油氣開采的唯一方式。”
但是2010年的BP墨西哥灣漏油事故改變了很多人的看法,11名工人的喪生促使石油公司開始思考更安全的工作方式。挪威國家石油公司曾預測,隨著自動化技術的發展,海上石油開發所需的人力將至少減半,同時工作效率將至少提高25%。
作為這個領域的開拓者,挪威機器人鉆井系統公司正在設計一系列取代普通工人的機器人。其中一款可固定的藍色機器人已進入現場試驗階段,這種高10英尺、重1噸的機器人擁有一個可延展10英尺的機械手臂,此外還擁有15種不同尺寸的可拆卸機械手。
除此之外,這家公司還在繼續研發可用于高精度復雜作業的機器人,其中與斯坦福大學合作開發的一種三指機器人,能夠在精確傳感設備的協助下,在不破壞蛋殼的前提下,平穩地拿起一顆雞蛋。
NASA送到火星的探測器能夠捕獲周邊環境數據,并通過自身的推理程序作出合理反應,很多公司正在以此為研發方向,設計制造更加智能、能夠作出實時反應的機器人。
國民油井華高公司就曾與世界最大油服公司斯倫貝謝合作,研發出一種外部覆蓋高速數據傳輸線的鉆桿,它能夠將井下數據準確而及時地回饋給位于地面的工人。而阿帕奇打算更近一步,讓這種鉆桿能夠進行“思考”,直接對周邊環境作出反應,而不是等待地面指揮中心發出指令,地面工作人員只是個“替補”。
阿帕奇鉆探部主管布拉德認為,這將是油氣行業自動化的標準工作模式。“類似于一架擁有自動駕駛儀的飛機,但是飛行員也會坐在飛機里,大多數時間飛機能夠自行飛行,但在必要時能夠換成人工駕駛。”
在陸上油氣開采方面,自動化的突破也在不斷上演,特別是在美國的頁巖氣行業,已經有人做出嘗試。美國國際鉆井制造公司日前開發出了一種遠程遙控設備,這種大小與汽車蓄電池相當的控制器能夠準確控制一個1800馬力的引擎,在無需起重機的情況下豎起一座167英尺高的鉆機。
只需要按動控制器上的幾個按鈕,鉆機就能在四個巨大支架的支撐下緩緩升起。據美國國際鉆井制造公司副總裁里維拉介紹,這套總價2000萬美元的控制設備平均每分鐘能夠移動1英尺。“只是動動手指就能夠舉起那些上百萬磅的大家伙,這種感覺很好。”
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