第四届中国国际海洋工程技术装备论坛:Stig

[加入收藏][字号: ] [时间:2013-08-21  来源:全球石油化工网  关注度:0]
摘要:   非常荣幸能够作为演讲嘉宾和大家分享我的信息。我想和大家讲一下西门子石油天然气勘探方面的技术前沿。   大家可以看一下,西门子在石油天然气勘探方面做得非常大,非常强的,我们在很多国家都有我们的业务。在天然气和石油这...

  非常荣幸能够作为演讲嘉宾和大家分享我的信息。我想和大家讲一下西门子石油天然气勘探方面的技术前沿。

 

  大家可以看一下,西门子在石油天然气勘探方面做得非常大,非常强的,我们在很多国家都有我们的业务。在天然气和石油这方面,我们的业绩怎么样呢?我们有六大核心的竞争优势,我非常高兴的说,在北京我们有这样的业务,而且它的增长速度是非常快的,而且它也是我们最大的公司分布,对于石油和天然气勘探和开发系统是最好的。大家可以看一下我们在石油和天然气方面的解决方案,其实它的总部在得克萨斯州。我们在得克萨斯州是石油勘探方面的总部,我以前是在西门子石油天然气方面技术发展,尤其是对于钻探这方面,包括近海石油的钻探技术方面。今天我会跟大家分享两个最新的技术,这些都是用于近海石油和天然气勘探的。

 

  第一个技术,它是一个系统技术的解决方案,大家可以看一下,我们是应对于石油和天然气勘探行业最新的发展。我们现在想要用更加环保,更加可持续发展的方式提高能源效率,所以我们这个系统就应运而生了。大家看到大背景,使我们的新技术应运而生。

 

  我们来看一下我们的目标是什么呢?几年前,我们就定下了这样一个目标,想要确保西门子帮助人类创造一个可持续的未来。我们想要提供更好的环保方面的业绩,尤其是在发展技术的同时,把环保方面的业绩做得更好。所以今天跟大家讲的第一个解决方案,它主要是针对于那些比较小的近海石油天然气勘探的设备。当然陆上也可以使用,水陆两用的。能够看一下,你是在陆上进行勘探和近海勘探都可以使用,它会有一个DC,也就是直流电电网,在二三十年前这方面和现在有巨大的变化,我们的解决方案,可以在过去十到十五年基础上,把现在的技术很好的运用起来。现在大多数的近海勘探船都是用柴油作为燃料的,我们用的是电动的发动机,这是全新的一种提供能源的方式,对于提高能源效率起到巨大的作用。发电的过程中,是使用传统的柴油方式,除此之外,我们还会把这个电放到直流电网过程中,而不是一个交流电的整合和转换的过程,这是一个便于用户使用的过程。而且我们是有非常明确的目标,我们发展了一些新的特征,比如说推广到市场当中。比如说第一行,对于直流电有一个管线总管的系统,在过去几年当中,商业推广方面的工作做得比较好,想要做一个很好的连接过程,这就是我们发展的方向和我们之前的挑战所在。其实这个解决方案,经历了非常严格的测试阶段,而且就像我之前给大家提到的一样,我们非常注重质量,质量是我们的生命之本,比如说可靠性、安全性,还有我们的质量优质性是我们业务发展的基石和推动器了。

 

  除了这个之外,比如我们的监控系统,现在的直流电网,它的电压和电频的分布不是太均匀,我们一定要对时时发生的情况进行监控。比如说有一些特性针对于直流电网的特性,在电厂过程中,有能源储存的系统,这样的话,紧急情况下就可以应用。除此之外,其它的一些新的特性呢,我们想要有一个备用的驱动器,使我们在发生紧急情况下,提供几分钟的备用电源,使我们的消费者得到好处。

 

  我们在环保方面的做法,怎么样以绿色环保的方式提供变频和变速的发动机,使客户节约更多的能源,能够有有效的利用能源,达到环保方面的诉求。在个图片当中,我之前讲过一个总线连接,这就我的解决方案,它和之间的做法是有很大的改进,我们可以看一下它的运行速率是达到10到20微秒进行处理,如果产生短路,我们可以有应急方案。同时,我们这个发动机组,它们短路水平是非常低的,短路发生的故障和情况,我们系统这个短路的水平是非常低的。同时这个系统的特点,比如说在主要的电网上面发生了故障的话,我们有整流器管理这个短路。另外一个主要的特点,如果看一下典型的电网的话,或者是发电厂典型的做法,他们会有一些失灵的情况,怎么样和我们直流电网进行整合,整合经常容易发生故障。以前经常发生故障的部位我们设计了便于用户使用的选项。使用工具方面,是我们一直头疼的问题,但我们这样一个新的系统可以去除这样一个非常危险的麻烦。我们知道,比如说以前的做法,会把半导体放到电网过程中去解决谐波的问题,在很多系统当中,会有不间断的电源提供系统,提供不间断的电源供应。在我们直流电的电网过程中,我们能够解决谐波的问题。对于谐波的问题,不会再成为你的烦恼,也不会造成热量的流失,这是我们新的选项。

 

  另外一个包括总线整合和连接,比如说在发电设备过程中,我们以一个合理的方式进行管理,这样的话,能够很好的分配直流方面的荷载。比如说我们发动机会有很好的控制和检测系统,比如说有的时候系统故障或者其它问题的话,我们可以及时的找到这个问题。从技术上来讲,大家可以看一下,它的用意或者达到的结果呢,帮助大家便捷的管理你的系统。我们谈到环保方面的诉求,这上面的图表,这是一个传统的柴油发动机所造成的排放,比较高的那个线就是柴油发动机的排放,它的排放率比新系统多出15%之多。而且之前谈到了变频的发动机,可以使我们的燃油效率更高,可以根据荷载的范围调节发动机的频率还有燃油的使用情况。同时呢,在提高我们效能的过程中,我们也能降低机组的温度,大家可以看一下,以前的这种非变频的发动机,非常不智能。用我们这样一个直流电网相连接的解决方案,一方面降低排放,另一方面提高我们的能源效率。由于柴油发动机造成了很多排放,还有传统的污染问题,使发动机的效率比较低下的,机组的温度控制不在合理的范围,采用我们的机组,可以节约燃油效率,大家兼顾到安全性的考量。它的最大优势就是节省燃油消耗,节省成本,能够安全可控的方式控制你的机组。

 

  和传统的系统的成本是差不多的,但以同样的价钱,减轻了系统的重量,同时它的尺寸可以缩小,它能够减少不同接口之间的过度风险。因为现在我们提供的是整套的解决方案,大家不需要涉及到不同系统之间接口的问题。现在世界上有两大公司可以提供这样的系统,但是我们的技术方面稍有差别的,我们对这方面还是比较有信心的。这个解决方案主要的特点,最重要的是提高了可靠性、性能还有安全性,同时也提高了环保方面的表现,主要的一些特性,在这个图表当中列出来。我觉得主要的一些特性,我必须要提一下,除了燃油效率可以提高,耗油情况减少之外,它可以更加的可控性,所有的工作负载都可以进行动态的调节。比如说比较大的发动机,它必须有自己专用的驱动设备,我们采用了变频的方式能够动态的调整。而且我们以一个更加便捷的方式控制你的负载调节,相应调节燃料使用的情况。而且对于石油和天然气钻探的设备来讲,节约能源的消耗是至关重要的。

 

  这里我们可以看到,这是一个典型的解决方案的图示。大家可能认为这是一个发动机,把这个电通过整流器输送到电网当中去,把这个负载转到马达上面去,马达可以有不同的类型。这里有一个驱动器,上面带一个关于谐波的过滤器,这样的话,就可以来进行很好的配电,做到这个很好的配电的话,对于一些比较小的用户,也可以使用通过输变电,这就是我们新的直流电的电网解决方案。

 

  现在转到我报告的另外一部分,这是我们做的第二种的电厂解决方案。这是一个很好的来控制作业船,有了我们这个系统以后。我刚才说过,我们一直在做这样一个研发,不知道到底是不是可以成为一个解决方案,但不管怎么样,我们还是把它叫做解决方案。我们可以看到大多数石油公司作业船,在勘探的时候,要购买这样一个DP3闭环的系统,这是主要提升支持船的安全性和可靠性,能够让机器人或者潜水员变得更加安全。

 

  讲到DP3闭环设计的方法,我们也做了两到三年的实践。此外,我们还做了一些不太经常做的事情,因为我们已经认识到,如果有了这样一个系统,可以解决一些比较敏感的问题。早上一位嘉宾讲到没有使用DP3的系统,当然很多竞争者也会有相同的想法,也就是说一开始,我们请挪威船级社进行合作,请他们对我们这个系统进行评估,来进行验证,我们在这方面的话,通过和挪威船级社的合作,给了我们这样一个认证。这样的话,有了DP3闭环的系统的话,支持船的安全性也就增加了。我们可以看到,如果没有电的话,这是一个最大的问题,对于海上作业的船只来说,不管是对作业船来说,还是对支持船来说,安全性是最重要的。在建造钻架方面,有各种各样的利益相关方,有各种各样船级社的情况。讲到闭环的设计方案,我们在这方面没有一定的规则,第一个的话,我们认为挪威船级社的话,当时在2010年制定了一些新的规定。我们看到美国船级社在2012年也拿出了一些新的规定,根据这两个船级社,他们允许在这样一个闭环设计当中采用DP的操作,在我们的方案当中融入一定保护的措施,让他们真正成为闭环的一个方案。我们很多客户都跟我们提起,邀请我们帮他们解决一些关于电器方面的问题,包括巴西国家石油公司还有其它的一些公司。现在的话,我们也有在中国的公司,也采用了一些我们的解决方案。这些公司这样做的目的,是为了降低对环境造成的污染,我们的这些客户都是为了着眼于未来有一个更加环保的,更加可持续发展的环境。在这方面的话,我们也花了很多钱,来发展我们的演示中心。我们知道,电厂一体化,如何把电厂集成到钻井平台上面,是非常重要的一个方面的工作。现在我们手上已经持有十条船要使用我们的闭环系统。在2012年的时候,挪威船级社要使用我们的系统,一年之后,美国的船级社也跟进了。美国船级社在他们能够批准任何东西之前,还需要设定或者建立一些特定的新的规则,现在美国船级社还处在进一步批准我们解决方案的过程中。为了进一步改进我们电厂的设计,有一点最为重要的就是安全,安全和质量是不可分离的。

 

  实际上呢,我们不仅仅做的是把所有设备不加区别在做,当然我们西门子公司做各种不同的产品,但我们在这方面的话,只有两个设备最合适的。当我们公司进入到一个不太熟悉的领域当中,一方面我们要采用最为严格的标准,这就是为什么我们和挪威船级社、美国船级社进行合作。我认为我们在做的新的产品研发方面是非常讲究的。当然,在我们解决方案当中,我们也是这样做的。我们在一体化绝缘当中,我们要放入最好的一种产品,当然这里面的部件不仅仅是来自于西门子,同时还会来自其它的一些公司,当然主要的部件应当是来自西门子,比如说主配电板等等。当然,不是说我们西门子都能解决客户所有的要求。第二点的话,先进的高级的保护措施,要把它用到海上钻井平台上面,虽然这些先进保护措施已经在陆上的钻井平台已经采用,有了这样一种设备,生成装置之间可以有一个很好的沟通。比如说各个生产环节之间,就能够有一个很好的交流和沟通,比如说到底应该怎么来做等等。

 

  还有另外一点,当我们把各种各样的技术集成到一个系统当中,我们也观察到更多的参数,参数的观察的话,是非常重要的。当我们交付系统的时候,一直到运行开始,如果客户一旦发现有任何问题的话,只要非常快的和我们技术人员联系的话,我们技术人员就会马上解决这个系统,开始运作之前把这个问题全部解决。同时我们可以帮助客户更加好的了解我们DP3的闭环系统。

 

  说到我们设计的原则,我们需要把整个系统进行拆分。首先我们要保持电厂,还有一些技术的架构。我们把它分成三个不同的部分,当然不同的部分,这样一种区分的话,我认为是非常必要的,而且的话,我们要保证这个被拆分的三个小部分,相互之间不应当有任何的干扰。只有这样的话,当其中一个小的部分发生问题,其它两个小的部分不会随之发生任何问题。通过这样一种方式的话,如果一旦配电方面产生了一些问题,不至于影响到整个系统里面的母线或者是总线。比如说我们这个系统还有一些优点,我们这个系统实现了非常快的断电恢复。讲到断电,谁也不能保证什么时候断电,这些突发事件是会随时发生的,我们有这个技术,问题是我们要把这个技术运用到这套系统当中,我们有了一个非常快的断电恢复的时间,30秒的时间当中就可以恢复它的推力,我们这套系统在这方面的能力是非常非常强大的,我们不想把这样一个优点漏掉。这样的话,从客户角度来说,由于我们断电恢复时间非常短,他们中断生产的时间也非常短。

 

  另外我们用了一个推力器的推动器,它里面带有能源储存的功能,在断电的情况下,它可以再持续的工作高达6分钟的时间。在这个时间当中,客户可以做很多的事情。刚才我已经介绍了我们这个系统的特点,当然我们这套系统通过设计,也能降低成本。

 

  还有可靠性,可靠性是另外一个关键的元素。我们很多客户都是非常关注我们所提供的系统或者是解决方案的可靠性。我们要给到客户一个非常高度的可靠性。所以我们西门子给客户提供的非常可靠的解决方案,能够让大家得到非常好的管理性,而且在每一方面,我们提供每一项服务都是高质量的,我们要做的不是强加于客户的系统,而是使客户自主的进行监测,完全达到可靠性和可控性。同时西门子的解决方案,还有其它方面的性能,比如说在发电过程中,所有的数据都能收集起来,而且还有数据录入系统。总的来说,我们提供的接近于时时观测的监测系统,给大家提供可靠性。像这样一个非常好的解决方案,它需要非常科学的建模。大家可以看一下实际的运行和实际设想不一样的,所以建模做得非常精确是很重要的。我们能够提供的是最佳的整套解决方案,在座的各位都是相关行业的客户,大家在做自己实验的过程中,是不是也要做一些建模,做一些情景的分析。在这样一个电力系统当中,有建模驱动的系统,做出几个情景的分析,做出相关解决方案的预测,能够帮助大家时时检测了解运营的情况。同时我们有广泛的测试和核实认证的项目,能够使你每一份努力用在刀刃上,得到很好的结果。我们这方面,希望和业界广泛的伙伴进行合作,而且针对客户的情况,打造适合你的解决方案。

 

  另外一点,西门子的独特之处,尤其是专门对于石油和天然气勘探行业,我们有一个水下电网的概念。如果能够在水下进行电力输配送是很好的构想,要达到这样一个目标,必须要靠业内伙伴的能力,把最佳的技术结合在一起,根据不同的工况做出测试和认证。最佳的方法是什么,把客户,包括在座的各位专家意见容纳其中,使我们得到不同行业的借鉴,这样的话,才能使我们彼此之间增强了解。其实我们共同拥有的一个行业语言,所以需要我们增强对彼此的了解,发挥优势的整合。我们在做电力解决方案过程中,如果不了解客户方的需求,那我们很难有的放矢提供你们满意的解决方案,所以你们的回馈对于我们来说非常重要的。比如说和挪威的船级社,我们也进行了合作,这样才能使我们更加了解客户方的需求。同时,我甚至雇了当地的非常好的朋友作为我们的顾问。我之所以需要这样一个朋友呢,能够使他同时工作,我们现在和挪威的船级社进行了很好的工作。我们的可靠性是非常重要的,能够使我们整个系统过程中,去把所有的电力供应系统进行整合,而且这得益于我们之前谈的推理器驱动,使产生故障过程中迅速再连接。同时界面是具有高度的兼容性,有不同的规格都可以接入。

 

  大家可以看一下,我们整体方案,还有其它的一些经验吗?有一些比较重要的关键点,什么叫OPEX,也就是运营的资本开支。本身西门子这方面是不擅长的,由于这方面的计算,你必须要有很好的第三方的意见,而且把数据和相关性联结在一起,把实际的耗油、耗电的情况连接在一起。所以我们和第三方的公司签订了合同,做运营的资本核算,还有排油量的计算,整合彼此的优势。有一家公司对于财务核算非常擅长的,另外一个公司对于石油勘探方面排放量的计算比较擅长的。他们最近也和挪威船级社进行了很好的合作,经过第三方的调查,我们发现,通过这样一个闭环解决方案的话,我们能够达到燃油使用情况每年减少7%,换算成你节约的成本,对于石油天然气勘探公司这是一笔巨大的成本节约了,而且丹阳华排污放减排达到了22%,而且节约来自于平时运营成本节约达到了30%多。比如说资本开支方面的思考,我们怎么样帮助客户把现在的系统去升级,变成一个闭环循环的系统呢?如果你是从零做起的话,做一个闭环的系统,不意味着比传统的系统更贵,大家应该做一个很好的规划,能够把整个系统更加优化起来,才能做好成本节约,这样对你们来说,才是一个明智的选择。比如说根据我们传统的这样一些规则来部署一个新的系统,要做一个新的思考规划。也许在座的各位是见仁见智,有的同仁同意我的做法,有的同仁持反对的意见,但我希望看到的情况,我们能够达到很好的沟通,我也相信这样一个系统能够成功。

 

  好的,我给大家看一下它主要的一些特点。它主要的特点,自主的孤岛管理方法是很重要的,不是要让彼此之间连接得非常好,以至于一个系统产生问题影响其它的系统。万一系统当中有万分之一的系统失灵也有备用的解决方案。在孤岛的过程中,本身它们有自给自足的能力,它能够很好的帮助我们控制电压。如果一个部位产生了问题,它不应该影响到整个系统,这是我们主要的一个原则。这是我们现在在不同的部位之间看一下整合和隔离的情况,这个做法和以前传统的做法是不一样的。如果不做分区管理的话,一个部位产生问题,会影响到全身。对于故障失灵,我们有六个不同的总线是彼此分开,独立管理的。我们可以看到,隆裕这方面要做得非常好,同时也不会浪费我们更多的资源。我们需要在不同的孤岛过程中,去建立不同的隆裕的正常水平,才能使它们每一个正常运行。

 

  还有一些独立的扩展化的选项,比如说我们可以看一下分区化管理的保护原则是非常重要的。而且总线的电流保护这方面也是做得非常好,只有这方面做好了,才能使我们的运营水平是安全的。另外,我们会有沟通协议,它会保护我们的保护装置,利用我们的总线连接管理系统体现出来的一个案例,通过这样一个选项和设置,它能够在保护系统之间建立高度融合,同时还有其它的监控系统,还有延伸性的选项。比如说我们还有一个快速反应功率的系统,叫GPA,船级社也对我们提出了表扬,可以使他顺利的运行工作。根据不同国家的标准,我们都是达到了标准,不仅有主要的引擎,还会有备用的引擎,意味着在发电过程中产生了失灵,在30秒内可以把这个故障排除,在6分钟可以达到持续的运营。DP3这样的船只,达到了非常高的安全标准,同时可以有一个可靠的运行性能。

 

  我的演讲结束了,非常感谢大家的耐心聆听。谢谢。



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