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2022年11月8日,陜西省社會科學院,陜西省科學技術廳,陜西省科學技術協(xié)會,陜西省西咸新區(qū)開發(fā)建設管理委員會,發(fā)布“2022年陜西科技創(chuàng)新優(yōu)秀案例”,陜文投資本已投企業(yè)塔力科技申報案例《基于數(shù)字孿生的油氣田數(shù)智融合管理系統(tǒng)》成功入選。
案例介紹
基于數(shù)字孿生的油氣田數(shù)智融合管理系統(tǒng),區(qū)別于傳統(tǒng)場站只能從組態(tài)軟件上發(fā)現(xiàn)問題及展示數(shù)據(jù)的方式,在總結天然氣站場日常管理關鍵問題的基礎上,將深度學習技術和大數(shù)據(jù)管理技術應用于站場管控中,重點突破短期/中期負荷預測、站場故障快速檢測、運行數(shù)據(jù)安全存儲、站場狀態(tài)圖形化實時顯示等技術難題,完成了站場負荷、設備自動調整軟件和硬件原型系統(tǒng)研發(fā)。
本平臺采用先進的自動巡檢機器人輔助場站建立無人巡檢場站試點,在日常巡檢維護時,由機器人代替人工進行24小時無間斷周期性巡檢,從而更好的滿足場站巡檢的規(guī)程化,無人化,提高了安全層級。
本產品在研發(fā)過程中同時進行了數(shù)字孿生天然氣場站綜合監(jiān)管平臺構架設計。以標準化設計產品在場站中進行部署應用。對場站內各工藝區(qū)布置情況、標志性的構筑物、設備分布等信息進行立體呈現(xiàn);以吊牌信息的方式對建筑、設備等運行信息進行展示,結合場站智能化數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),具備了數(shù)字孿生的雛形。
實施內容
01
全可視化數(shù)字孿生場景
數(shù)字孿生天然氣場站平臺,全三維可視化交互,場景虛實1:1精確數(shù)據(jù)建模。
02
全場站工業(yè)數(shù)據(jù)基礎平臺
設備側采用邊緣計算網(wǎng)關完成現(xiàn)場設備數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)預處理、以及打包傳輸,同時也支持本地在線檢測。
03
工業(yè)數(shù)據(jù)預處理
平臺對采集的數(shù)據(jù)進行預處理,包括邏輯運算、基于單參數(shù)、多參數(shù)、簡單模型的告警判定。
04
各類交互角色的權限系統(tǒng)
根據(jù)場站實際管理分配不同的權限
05
實時數(shù)據(jù)溯源
平臺建立物理空間與虛擬空間交互映射,將采集到的反映物理實體狀態(tài)的數(shù)據(jù)反饋到虛擬模型中。
06
精細化設備管理
從場景到單一設備的全面廠區(qū)數(shù)字化管理模式。
07
地貌對比
體現(xiàn)場站所在位置原始地貌以及建設后現(xiàn)狀,方便掌握地質數(shù)據(jù)以及填方與原始地貌之間可能存在的裂縫帶。
08
地質沉降監(jiān)測
通過北斗衛(wèi)星地質沉降設備實時測點水平、垂直方向的位移監(jiān)測值,并進行孿生展現(xiàn)與告警。
09
核心算法
天然氣負荷預測算法:提高站場天然氣負荷預測精度;
站場異常檢測算法:重點解決天然氣站場單點故障檢測和多點故障并行檢測問題;
10
全面監(jiān)測
地面環(huán)境監(jiān)測:現(xiàn)場降雨量、氣壓、溫度以及濕度監(jiān)測;
地下水位監(jiān)測:水位上升達到預警值時告警;
管壁厚度監(jiān)測:超聲波精確監(jiān)測管壁厚度;
管周水環(huán)境,土壓力監(jiān)測:監(jiān)測管周環(huán)境,保障管道安全;
空氣監(jiān)測:對場站空氣甲烷和二氧化碳濃度實時監(jiān)測,超出預定值告警;
應用效果
01、本平臺在有效降低企業(yè)人力成本的同時,場站智能機器人及數(shù)字孿生的應用極大提高了勞動生產效率。
02、本平臺在陜西燃氣集團某下屬場站應用后實時監(jiān)測了該場站的管道應變狀態(tài)與位移狀態(tài)變化并預警,是陜西省內首個天然氣管道地災受力、位移狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)。
03、本平臺基于深度學習的一系列故障快速檢測技術,提升了天然氣站場管理的安全等級。
總結
綜上所述,安全性是天然氣儲運過程中最重要的關注點和最主要的要求,如果忽視細微故障隱患、應急響應不及時造成站場運營事故,嚴重時將給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失和造成惡劣的社會影響。
塔力科技“基于數(shù)字孿生的油氣田數(shù)智融合管理系統(tǒng)”的應用,在安全提升方面給企業(yè)帶來的巨大的潛在綜合效益,并通過天然氣場站的智能化管理有效降低人力成本。
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