在新的数字生态系统中 须考虑资产完整性

时间:2022-10-21 15:24 来源:《石油与装备》 作者:周颉/ 译
物理检查仍然很重要,但网络 安全、数据分析现在在驾驶安全关 键决策中扮演着更重要的角色 海上钻井行业的市 场和 ESG 挑战要 求公司必须比以 往任何时候都更 高效地运营。这包括优化维护计 划和库存,以始终确保资产的完 整性,见图 1。 “资产完整性”一词通常会 让人联想到钻机检查或设备维护, 钻井承包商当然也在开发系统, 以更好地管理他们的钻机和设备。

然而,数字生态系统现在是监管 机构、船级社和船旗国最关心的问 题之一,它们制定了保持钻机正常 运行的规则和指南。与钻井公司一 样,这些利益相关者也在寻找利用 钻机设备产生的大量数据的方法, 以帮助他们更好地预测和管理潜 在的完整性问题,见图 2。 美 国 船 级 局 (ABS) 全 球 离 岸 市 场 高 级 副 总 裁 Matthew Tremblay 表 示 :“25 年 前, 当 我开始在 ABS 工作时,我可以向 你保证,我们没有为船级社工作 的数据科学家。“现在,我们正 在为公司带来一套完全不同的技 能——数据科学家、计算机科学 家、IT 专业人员——他们都与数 据管理和利用这些数据的应用程 序开发紧密相连。这是一个非常 有趣的发展过程,我们必须应对 这一挑战。” 随着检查和分类的世界变得 更加数字化,数据保护的问题只会 变得越来越重要。一些行业利益相 关者表示,网络安全是他们审查程 序和开发数据管理系统时最关注的 领域之一。

事实上,网络安全已经 成为钻机物理设备完整性的重要因 素。但是,如果没有一个统一的方 法来处理网络风险,企业就会发现, 开发出让每个人都满意的解决方案 是一项挑战。为 马 绍 尔 群 岛 (RMI) 海 事 登记处提供行政和技术支持的 国 际 注 册 公 司 (IRI) 及 其 附 属 公 司 海 上 技 术 副 总 裁 Cosmin Bozenovici 表示 :“网络安全肯 定是需要解决的问题。“海上油 气行业需要一个统一的计划,这 样才能更有效地管理风险。如果 没有统一的计划或标准,可能会 有各种各样的解决方案,这将带 来额外的挑战。” 在全球大流行期间适应 RMI 注册在资产完整性方面 扮演着重要的角色。它是世界上 质量领先的海事登记处之一,有 5,200 多艘船舶在其旗下注册。 检查是 RMI 资产完整性项目的一 部分,每年的检查重点是钻机安 全系统的维护和操作,以及船员 的意识,包括他们执行紧急程序 的能力。 Bozenovici 先 生 指 出, 新 型冠状病毒大流行给钻井承包商 带来了困难,打乱了维护钻井平 台安全环境所需的降低风险的层 层流程。这些包括正常的检查制 度、标准的船员更换时间表、获 得设备备件的能力以及对行动的 一般监督。他说,面对这些困难,行业 对安全的关注并没有减弱,工作 人员继续工作,以确保钻机的安 全运行。

然而,在大流行期间, 钻机工作人员面临的压力不断增 加,这使得识别和解决钻机上常 见安全物品的重大缺陷变得更加 困难,这是检查过程的关键部分。 尽管世界似乎正在从大流行 中复苏,但新型冠状病毒仍然存 在,Bozenovici 先 生 表 示, 利 益相关方仍在应对其长期影响。 “大流行要求我们作为一个船旗 国保持灵活性和适应性,并以新 的方式支持我们的船东和运营商, 特别是在船员和船舶安全操作方 面。” 在大流行期间进行调整,要 求 RMI 登记处转变为远程检查模 式,现场人员通过视频会议与视 察员会面。随后,随着世界各地 的港口开始允许专人检查,RMI 又转向了专人年度检查。

未来, 该登记处将允许国际班级协会 (IACS) 成员远程进行状况调查。 Bozenovici 表 示, 尽 管 每 年的检查都有一份“全面”的清 单,列出了需要亲自检查的项目, 但一些较小的问题并不需要亲自 到场才能得到纠正。 在网络安全方面,IRI 率先 开发了一款移动检测应用程序。 它允许检查人员使用移动设备和 平板电脑收集和传输数据,并当 场生成报告,而不需要交换 u 盘 / 闪存。 Bozenovici 先 生 还 指 出, IACS 于 2021 年 1 月 对 船 舶 的 网络恢复力采用了两项统一要求 (URs),并将其作为网络安全法 规的潜在框 架的一个例子。UR E26 侧重于将作战技术和信息技 术设备安全集成到船舶网络中。 UR E27 为机载系统和设备的网 络弹性,以及用户和基于计算机 的系统之间的接口提供了要求。 两份 URs 将对 2024 年 1 月 1 日 开始建造的新船舶生效。 Bozenovici 指出,尽管《海 事规则》为处理网络风险提供了 一个框架,但它们并未得到其他 海事组织的认可。

此外,它们没 有为网络安全的其他领域提供指 南,如漏洞评估和事件响应计划。 虽然 RMI 海事行政官积极参 与主要委员会和小组委员会会议, 并在国际海事组织 (IMO) 保持常 驻代表,但关于网络安全的 UR 尚未公布。 即 便 如 此,Bozenovici 先 生说,URs 将加强和保护该行业。 “许多运营商没有进行深入的漏 洞评估,也没有实施像针对无人 机的外围保护这样的做法,”他 说。“那些进行此类评估的人可 能不会使用评估结果,这可能会 导致他们的安全态势出现缺口。 在缺乏监管的情况下,我们看到 很少进行网络培训演习或训练, 这基本上使人们不熟悉如何识别 和应对网络事件。这强调了我们 需要聚在一起,拿出一个统一的 方案。” 巴西正在审查监管框架 作为巴西石油和天然气监管 机构,国家石油天然气和生物燃 料局 (ANP) 负责监督勘探和生产 活动,包括操作安全性能。巴西 于 2007 年首次实施了资产完整 性监管框架,重点是维护海上设 施 ( 包括钻井平台 ) 的机械完整 性。该框架建立了风险管理程序, 识别危害和实施安全屏障,以减 少潜在事件的风险。 除了 2015 年和 2016 年发布 的油井和海底完整性管理规则的 更新外,该国 没有对 2010 年和 2011 年发布的陆上安装规则进行 重大修订。然而,ANP 今年正在 对该框架进行全面审查,并预计 在明年发布更新的框架,见表 1。

ANP 运营安全与环境部门经 理 Raphael Neves Moura 表 示,更新后的法规可能会纳入更 多以人为因素为中心的程序,如 组织领导、风险感知、设施决策 过程和风险沟通。Moura 表 示 :“ 我 认 为, 我们将制定一种更加平衡的监 管。”“我们非常关注机制和一 些主要风险,但还有其他主要风 险没有得到充分解决。我们确定 了安全关键要素,但你必须了解 每一个安全关键要素的性能。事 故的屏障是安全要素。如果你没 有可用的障碍,就必须设置它们。” 审查还包括纳入其他国家政 府机构的规 定。在其 2021 年年 度安全报告中,ANP 强调了与其 他国家监管机构合作建立海上设 施过程安全基准的重要性。该报 告特别提到了该机构与挪威石油 安 全 局 (PSA) 的 合 作。2020 年 10 月,ANP 和 PSA 签署了一份 备忘录,建立工作计划,进一步 降低勘探开发活动中的安全风险, 共享与资产完整性相关的各种问 题的信息和方法。这包括网络安 全、事件记录和性能指标的定义 和组织、老化设施的寿命延长等, 见表 2。 在其 2021 年安全报告中, ANP 引用了 PSA 应用的几个实 践,它可能会纳入自己的工作流 程。其中一种做法是向现场人员 发放调查问卷,以评估他们对各 种安全因素的感知。

例如,现场 人员可能会接受网络安全调查, 以评估公司应对网络威胁的准备 程度,以及网络攻击对运营安全 的影响。 此 外,ANP 还 指 出,PSA 在火灾和气体检测系统、防喷器、 隔水管关断阀、井下安全阀、压 力安全阀和自动分流阀等性能指 标监测方面的实践 ( 例如,安全 关键设备测试和故障的数量 )。目 前,ANP 正在与业界合作,对严 重不合格 ( 偏离 ANP 规定 ) 率高 的安全元件的特定指标进行监测。 Moura 表示 :“看看我们, 看看挪威、美国、英国和澳大利 亚等国的国际监管机构,我们的 安全记录相当不错。”“巴西的 最佳做法得到了很好的实施,我 们也制定了标准,但我们知道, 安全风险相当大。” 虽然监管审查可能会解决网络 安 全 等 新 的 风 险, 但 Moura 表示,ANP 不太可能对处理钻井 平台物理设备的现有操作安全协 议做出重大改变。这并不意味着 该机构不关注安全规程——事实 上,ANP 注意到,在其对海上设 施的检查中,关键不符合项呈上 升趋势。其《2021 年安全报告》 显示,从 2010 年到 2018 年,平 均有 17 起严重不合格事件,而 2020 年和 2021 年分别有 68 起 和 45 起。

此 外,ANP 指 出, 在 2020 年和 2021 年,临界指数 ( 临界不 合格数量与总不合格数量之比 ) 都为 15%,这意味着没有任何改 善。 在所谓的主题审核中,ANP 检查特定的安全关键系统,约有 3% 的海上钻井平台的关键不符 合项被发现。不合格的重复发生 意味着结果不符合持续改进的期 望。在进行专题审计时,ANP 通 常会要求操作人员进行自检,并 在 ANP 检查员到达之前实施行 动计划,以解决任何问题。 ANP 表示,它认为安全关键 要素管理实践的糟糕结果表明, 公司没有计划并提供足够的资源 来 实 施 他 们 的 安 全 管 理 系 统。 《2021 年安全报告》强调,企业 需要确保关键系统和设备的可用 性和可靠性,并在出现故障、退 化或缺乏此类障碍时立即采取应 急措施。 管理资产的生命周期 资产生命周期管理 (ALCM) 是一项旨在为 Seadrill 提供钻机 设备生命周期定量测量以及持续 状态监测的项目。该项目于 2018 年启动,是公司根据钻井和起重 设备累积的载荷循环和设备的物 理状况对设备进行拆卸检查的一 种手段。 此 前,Seadrill 根 据 API RP-8B 中制定的替代检查指南 表,每隔五年对所有钻井设备进 行一次拆卸检查,见表 3。

Seadrill 技 术 服 务 总 监 John Dady 表示,近年来,基于 时间的检查频率被证明是无效的。 对钻井设备系统实际状况的了解, 传统上仅限于现有的维护记录, 而这些记录的信息往往有限。通 常缺乏基线信息,如振动数据和 有组织的故障数据。 Dady 表示 :“基于时间的检 查频率并不反映设备所有时间都 在最极端的工作条件下运行、接 近其操作极限时所需的额外检查 标准。”相反,使用次数较少 的 更坚固的设备可能会被过度检查, 从而影响作业,造成不必要的停 机时间。通过资产生命周期管理, 我们希望解决这些问题,并提供 设备特定的检查要求。” ALCM 项 目 始 于 Seadrill 的 第 一 个 TDX-1250 顶 驱 的 检 修,该顶驱已经在美国墨西哥湾 (GOM) 运行了 5 年。在拆卸检查 中发现关键的承重部件处于新的 状态,与设计相比,设备使用率 的计算显示其使用率低于预期。 自第一次检查以来,Seadrill 没 有 拆 除 TDX-1250 进 行 大 修, 只大修了一个通过状态监测测试 发现有缺陷的顶板。

该公司对该 设备的计划目标是运行到 2024 年,然后评估该设备的进一步生 命周期潜力。根据此前采用的基 于时间的检查协议,该公司将在 2019 年停用顶级硬盘。 ALCM 开 发 的 下 一 阶 段 将 集中于将 Seadrill 的分析能力扩 展到其他设备,并加强其维护计 划。今年,该公司推出了额外的 工具集,能够对现有钻机的设备 组件进行状态监测和独立的生命 周期分析。此外,该公司还在开 发 BOP 控制系统和钻穿组件的生 命周期分析,以及现有设备的新 数据模型,以预测未来钻井作业 中设备的使用情况。 数 字 系 统 也 在 Seadrill 的 资产完整性管理协议中发挥着重 要 作 用。2019 年 初,该公司与 第三方合作开发了一款工具,可以根据优先搜索标准识别其商品 目录中潜在的重复商品。该平台 提供了一个系统化的工作流程, 用 于 审 查、 更 新 和 迁 移 更 改 到 Maximo 中 的 Seadrill 的 Item Master,允许主题专家验证重复 部件、确认制造商部件编号、清 理部件描述和删除重复部件。 Seadrill 全球材料管理主管 Russ Daniels 指 出,Seadrill 已经实现了 30% 的零部件目录整 合,从而提高了寻找合适零部件 的效率。通过清理钻井平台上的 目录和库存,公司现在可以避免 因错误的命名约定而两次购买零 部件,因为每个钻井平台上都有 相同的零部件编号和描述。 从 Maximo 生成的所有采购 订单都通过 Seadrill 的专有钻机 库存优化 (RIO) 系统发送,该系 统会审查其车队中每台钻机上的 请求项目库存,以查看是否有任 何请求的材料库存过剩。

如果是 这样,RIO 系统会在公司的企业 资源规划 (ERP) 系统中的买方采 购工作台上放置一个包含所需数 据的链接,以帮助买方决定是利 用其内部库存还是向供应商采购。 根据 Seadrill 的说法,通过 优化内部库存,RIO 系统帮助该 公司实现了超过 3000 万美元的 净节约。 利用数字孪生的进步 ABS 有许多为资产完整性管 理设计的程序,包括基于风险的 检查程序和基于条件的检查程序。 ABS 还发布了建造和分类钻机的 指南 (“移动式海上装置建造和分 类规则”),其中包括机械和设备 要求;安全系统的设计要求;以 及设备、机械和系统部件认证的 设计、测试和调查要求。该指南 的最新版本于今年 1 月发布。 最近,ABS 一直在寻找更好 地将数字化融入其协议的方法。 其中一个感兴趣的领域是数字孪 生,Matthew Tremblay 先 生 说,这种工具对于进行调查和评 估 船 只 上 的 问 题 都 很 有 价 值。 ABS 海上增强型快速反应损害评 估通过在数字双胞胎中维护特定 资产条件模型和操作,扩展了传 统快速响应损害评估的范围。该 系统有可能在需要快速响应和技 术支持的紧急情况下提供有价值 的信息——可以从维护的数字孪 生中快速提取受影响区域的模型 进行分析。

Tremblay 补充道,ABS 还 在研究如何利用数字孪生作为状 态模型,通过船舶数据定期更新, 以提高系统安全性和环境保护能 力。然后 ABS 可以利用这些条件 数据来衡量特定资产的调查要求。 然而,由于操作人员使用的数据 格式不同,因此开发一个可以与 不同类型的数字孪生统一系统是 一个挑战。 他说 :“现在 推动行业走向 普遍做法还为时过早,因为这会 扼杀创新。”。“相反,我们正在构建一个能够管理所有信息多 样性并适应变化的系统和流程。 我们希望能够导入任何 3D 模型, 允许我们的工程师对 3D 模型进 行设计审批,并将其推回给运营 商,而无需打印我们需要审批的 2D PDF 图纸。作为一个阶级社 会,我们现在面临着建立与万物 互动的系统的挑战,这是一个巨 大的挑战,但我们将迎接这个挑 战。” ABS 还专注于让客户更容易 访问和理解数据。

2020 年 7 月, 该公司推出了一套先进的分析船 队管理和船舶合规服务,可通过 ABS 移动应用程序提供。这些服 务旨在简化获得运营、技术和合 规车队情报和 ABS 类服务的途 径,以管理车队的运营状况和业 绩。服务包括 : ·ABS 智能调度程序,利用 实时自动识别系统数据保持船队 合规性,跟踪船队中所有船只的 检验状态,并在检验到期时发出 警报; ·海关检查清单,结合来自 ABS 级船只的港口国数据,在船 只抵达港口之前,为船员和船队 管理人员提供一份针对具体港口 的检查清单; ·后状态控制风险,提供按 船只或船队定制的港口国控制分 析; ·和国际安全管理 (ISM) 调 查结果,根据单个船舶性能定制, 允许公司根据其船舶在 ABS 等级 记录中的匹配调查结果,查看目 的港与 ISM 相关的主要缺陷项目。 这 些 服 务 旨 在 增 强 ABS MyFreedom,这是一个于 2019 年 11 月推出的软件程序,为调查、 合规性和维护报告提供界面。 Tremblay 先生说,由于运 营商已经改进了他们收集维护和 操作性能数据的流程,船级社必 须弄清楚如何使分类流程与新的 状态监控模式相一致。他说,数 字化为该行业提供了一个机会, 利用关于资产状况的更精细的数 据,为检查和维护做出更明智的 决定。
战略合作
战略合作 全球石油化工网 世伟洛克 北京石油展 API 斯伦贝谢