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GE“深海耳朵”让管道故障无所遁形

2014年09月10日 18:31
来源:凤凰创新

北海深处,有一场交响乐正在上演,变压器,节流管会,抽水机,阀门一起呼呼作响即兴演奏着。谁是听众?嘘,这是个秘密,一只五百英镑重的电子耳朵。

这个电子耳朵把声音收集起来通过一个设备传输到浮动的控制室,而控制室内有计算机等设备,可以对每一个响声进行分析。它就像最敏锐的音乐评论家,可以听出任何不和谐的点,从而判断出哪里出了问题。

如何处理深海下的系统故障

你可能会问:为什么需要放一只这么大的电子耳朵在深海中?

事实上,很少有地方比海底的作业环境更艰难,大概只有飞行中的飞机可以与之媲美。海底石油管道通常设置在10000英尺深处,压力可以达到300个大气压,即每平方英寸超过4400磅的压力。与陆地上石油生产所不同,海上石油生产要求海上油气生产设备体积小、重量轻、高效可靠、自动化程度高、布置集中紧凑。一个全海式的生产处理系统包括:油气计量、油气分离稳定、原油和天然气净化处理、轻质油回收、污水处理、注水和注气系统、机械采油、天然气压缩、火炬系统、贮油及外输系统等。

那么,在人类无法到达的区域中,这些复杂的系统一旦出现了问题,我们该怎么处理呢?没错,现行的模式依然是“坏了再修”,可是这样一来不仅增加了意外停机时间,耗费了财力,也有可能污染海洋环境。所以,可以实时监测海下设备运行的系统就显得尤为重要了。

用雷达追踪设备的声音数据

据GE公司测量与控制部门的销售经理法比安道森说:“一块设备的声学签名就像人类的指纹,没有两个泄漏或泵听起来是一样的,也就是说都是独一无二的,我们可以过滤掉背景噪音,比如海洋生物的声音,只听我们想要的东西。”

Shazam直译为音乐雷达,是最近很流行的移动应用程序,可以识别你身边播放的音乐和媒体,所以我们把这只可以识别深海设备的耳朵也叫做“音乐雷达”。

研究团队正在收集深海设备的声音来组件一个巨大的声音数据图书馆,因为在这个系统中声音越多,预测的准确性就越高。和其他的工业互联网科技一样,“音乐雷达”可以在失控之前检测出问题,减少意外停工时间。据GE公司推测,工业互联网应用带来的油气生产率增加,每百分之一可以节省900亿美金。

安道森说:“我们的团队热衷于抓取特别的声音,试图寻找声音信号和电信号之间的关联,有时候还有无法追踪的信息。”GE公司数据科学家和工程师正在一起努力写出程序,把这些不同的声音记录到声音数据图书馆中。

这个系统将比传统的“质量平衡法”监测技术精准10000倍,能够区分出油气并测漏。然而,它可以做的可不止这么多,数组的碳棒连接到设备可以检测到由泵,汽车和其他电器设备供能的电磁场变化,它还可以发现地面的缺点和缺陷隔离。你可以确定压缩机的rpm声信号,然后你可以确定收集电信号的难度。二者合一,这个系统会告诉你做这件事的效率。

工人通过降低吊船的一侧部署笼子,他们用遥控操作装置来确保水下设备或海底的安全,安道森说这个很简单高效。

为海下数万英里管道照X光

除了海下油田管道运行需要实时监测,其实,海下油田的开采设备多而复杂,每个产品的使用年限都不相同。那么,在未来,海平面数英里下的管道怎么做检查呢?事实证明,也许只需要打电话叫一个医生来就可以了。

就像放射科医生使用x射线寻找体内骨折一样,工程师也用类似的技术查看它能否在水下发现微观裂纹和腐蚀管道。

数十年来,x射线一直被用来检查固体结构和机械部件, 但将整个管道线路搬进实验室则是件大事。在温度徘徊4摄氏度,阳光渗透不到的深海区,人们并不认为X光真的能在海下工作。但是研究人员并没有放弃,而是决定再考察一下情况。他们把医用X射线拆分成一块易碎的玻璃电脑屏幕的大小和精致的电子产品,然后把它重新和在一个高科技保护套内防止海水和压力,斯科维尔说盒子里进入任何一点空气都会被排挤出去。

重新配置探测器放在一个更大的机器内和深海坐底式钻井平台连接,钻机像手铐一样依附于管道,缩小长度,然后每一步都用x射线快照。平时研究人员不会这么做,因为只有当内部有什么问题而肉眼看不出来的时候,才用X射线透视。无论是一个小泄漏还是灾难性的大事件,都想用这个系统提前捕捉到信息。理想状态下,将能够实现监测每一个水下管线的数据。”

水下x射线探测器在实验室测试中表现良好,很快就可以工作在寒冷,黑暗的深处,看守数十万英里的管道。索思威克说:“这是一场冒险,我们将抵达曾经没到过的地方。”(编译\实习编辑 张薇)

标签:管道 深海 耳朵

[责任编辑:王小萱]

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