本文探讨了先进航天技术与高可靠性卫星通信技术，如何通过攻克偏远危险环境下的通信难题，为自动化石油钻井平台的研发提供支撑。经升级的远程监控、远程操控及自动化工具，有望全面提升能源行业的作业安全性、运营效率与系统抗风险能力。
 
2024年，斯伦贝谢（SLB）高层曾公开称：“我们实现钻井自动化的时间，将早于实现自动驾驶。” 这番表态足以清晰表明，能源行业正以前所未有的速度，加速迈入数字化转型的全新阶段。
 
能源运营商正致力于在短期内收获这些先进系统的技术红利，计划部署自动化解决方案，优化海上设施的巡检与维护流程，进而提升运营效率与作业安全水平。
 
然而，将这些系统无缝整合至广袤偏远的能源作业现场，成为一大难题。无论是海上、陆上还是处于运输状态的钻井平台，其搭载的自动化系统都必须保持全天候持续联网。哪怕是短暂的通信中断，都可能造成高昂损失甚至引发安全事故。但能源作业设备往往部署在传统网络覆盖范围之外，且面临复杂多变的天气条件，这就对通信保障构成了严峻挑战。
 
而航天技术正是破解这一难题的关键所在。高可靠性卫星通信技术，可支持工作人员在陆上控制中心对远端资产进行高精度的远程监控与操控。依托该通信技术，物联网设备能够全天候对各类设施进行控制、追踪与监测，还能为执行远程巡检和维护任务的无人机提供通信支持。
 
这类解决方案能够帮助油气运营商减少人员在危险环境中的暴露频次，优化资源配置方案。这两大优势直击行业长期存在的痛点，推动半自动化与全自动化钻井平台在不久的将来成为现实。
 
自动化技术如何提升偏远钻井平台的安全性与运营效率
 
能源行业推进自动化转型，部分原因源于在偏远、复杂及极端环境下开展钻井作业的固有危险性。平台现场的风险来自重型机械设备、复杂的施工作业流程，以及随时可能发生的意外事故。除平台作业本身外，极端环境还会带来运输环节的风险，包括崎岖的地形、长途跋涉对人员与设备造成的损耗，以及交通工具或作业船舶可能遭遇的恶劣天气干扰。
 
近期有多项报告着重指出，此类危险会对作业人员的生命安全构成威胁，因此，提升健康安全保障水平已成为能源行业物联网应用的首要议题与核心方向。我们开展的相关研究也印证了这一点。物联网赋能的自动化技术——例如利用无人机开展巡检作业、部署远程监控摄像头及远程操控设备等——可通过将人员撤离高危作业区域，从根本上提升运营安全性。
 
除保障安全外，自动化技术还能提升运营效率，为企业节省可观成本。自动化系统可实现全天候不间断作业，且不会产生疲劳问题，一名操作人员即可远程管控多个作业站点，从而优化资源配置，大幅削减运营成本。
 
鉴于提升自动化水平所带来的安全与效率双重效益，能源运营商迫切希望旗下钻井平台具备更高的自主运行能力。然而矛盾的是，运营商同时也需要对自动化作业流程保持全程可视，以确保相关技术按预期稳定运行。可靠的通信连接是实现这两大目标的关键前提：既可为自动化作业提供所需的全天候远程操控支持，又能让运营商实现24小时全程监管，保障作业流程平稳顺畅。在自动化技术的全新发展阶段，身处后方的操作人员依旧扮演着至关重要的角色。
 
如前文所述，目前的核心挑战在于，大量油气资产地处传统蜂窝网络的覆盖范围之外，例如位于墨西哥湾深水区域、巴西以及西非的油气设施均属此类，而我们正为这些地区的钻井平台与固定式平台提供重要的通信解决方案。
 
这一问题并非油气行业独有，在众多涉及偏远地区作业的行业中，该困境普遍存在。据卫讯公司（Viasat）的调研数据显示，在交通、农业、公共事业及能源行业的受访从业者中，有 85% 的人员曾因目标部署区域的通信问题，难以推进物联网技术的落地应用。
 
 
图1 卫讯VS-3卫星星座中的一颗卫星该卫星具备快速调整覆盖区内容量分配的能力，可在高需求的时间与地点精准提供带宽支持。
 
海上作业对卫星通信的需求
 
偏远能源作业要实现高度自动化，关键在于稳定可靠、全域覆盖的全天候实时通信。地面通信网络在覆盖范围上存在先天局限性。
 
由先进高通量卫星组成的星座（见图1），能够提供稳定不间断的通信覆盖，满足实时监控与远程操控的需求，从而在地面网络无法触及的区域真正实现作业自动化。这种通信技术是偏远地区自动化作业落地的核心支撑，可确保海上、陆上钻井平台的自动化系统始终处于通信覆盖范围内。
 
对部分作业场景而言，地面网络与卫星网络融合的混合组网方案是最优选择。我们的调研显示，许多运营商会结合作业地点的实际情况，采用多种通信技术组合的模式。而窄带非地面网络（NB-NTN）这一新技术，恰好能在这类场景中发挥作用。该技术支持终端设备直接接入地面网络或卫星网络，无需配备专用卫星终端硬件，可保障设备在任何地点、任何环境下都能实现连续通信。
 
赋能自动化巡检、维护与后勤保障工作
 
部署在钻井平台各处的卫星物联网监测工具，可持续监测机械设备的故障征兆，并借助人工智能技术标记异常数据、预测潜在隐患。井口、泵体、阀门、发电机、压缩机及各类环境传感器产生的海量数据，会通过卫星链路实时传输至陆上控制中心。随后，自动化人工智能系统将对这些数据进行实时分析，以此掌握设备运行状态、预判潜在问题，并在无需人工直接干预的情况下自主做出运营决策。这一流程能够助力作业方开展前瞻性参数调整、实施预测性维护，同时对异常状况快速响应，而这些环节正是保障海上自动化作业安全高效开展的关键所在。
 
卫星通信服务在远程指令下达与操控执行环节同样发挥着关键作用。自动化系统并非仅负责数据上报，还需接收各类操作指令。若缺乏高可靠性的通信支持，这类系统将无法有效运转。卫星通信链路可确保调整钻井参数、管控生产流程、启动安全预案或调度自动化设备等指令，被即时且稳定地传输至平台自动化系统，从而让操作人员即便身处数千英里之外，也能对作业现场实现精准管控。
 
此外，卫星通信更是支撑下一代自动化作业设备落地的基础通信层，借助这一技术，无人机、机器人及自动化运载设备的性能将得到进一步提升，从而优化海上巡检、维护与后勤保障的作业效率。
 
无人机自动化巡检作业
 
无人机（UAV）正迅速成为海上及偏远陆上能源作业的 “空中之眼”。操作人员无需亲临海上钻井平台的危险区域或地形复杂的作业现场，在远端办公室内即可完成对设备的操控。
无人机能够承担各类监测巡检任务，既可以对设施结构完整性开展目视检查、对闲置钻井平台及管道进行日常监测，还能通过红外热成像技术精准检测泄漏隐患。
 
这类作业的顺利开展，完全依赖高可靠性的卫星通信技术来支撑指挥控制功能的实现。卫讯公司推出的维拉里思（Velaris）等解决方案，已在方兴未艾的先进空中交通领域，实现了实时视频回传、导航定位与数据传输的稳定运行。未来，这项技术有望在海上能源行业规模化落地应用。
 
借助卫星通信实现的高精度远程操控，可彻底避免人员进入危险或难以抵达的区域作业，从而打造更加安全的工作环境。
 
自动化系统与设备的预测性维护
 
设备监测是预防事故的有效手段，这一原则同样适用于自动化系统本身。将故障维修模式转变为前瞻性维护模式，能够在潜在问题恶化前及时发现并处理，从而最大限度减少突发故障、缩短停机时长、延长资产使用寿命。
 
物联网技术可远程采集数据并持续监测油气管道状态，既能降低人工巡检成本，也能提升人员作业安全性。卫讯能源服务公司目前已通过自有物联网解决方案，实现每日对数千处管道资产的监测。借助这类方案，运营商无需派员前往危险现场，即可完成环境影响评估、设施完整性风险排查及复产就绪状态核验等工作。
 
远程诊断与干预
 
在此基础上更进一步，卫星通信技术还能支持远程专家对自动化设备的故障进行诊断，部分情况下甚至可远程完成软件更新或小型干预操作。
 
视频监控服务可为远程巡检提供支撑，帮助运营商判断设备故障情况、制定维护计划或按需调配支援力量。这一模式不仅能优化资源配置效率，更重要的是可避免人员进入高危作业区域。卫讯自主研发的高级视频智能分析（AVI）解决方案，已在全球多地的陆上及海上能源作业场景中投入使用。该方案采用先进压缩算法，所需带宽仅为传统原始视频流的极小一部分。
 
自动化物流与运输
 
卫星通信技术同样能为能源运营商开拓自动化运输的应用空间，支持操作人员对自动驾驶卡车及其他运输车辆进行远程指挥调度，实现物资、设备乃至人员在偏远作业点之间的运输配送。
 
图2 卫讯3号第二星（ViaSat-3F2）成功发射该卫星是卫讯全球卫星组网的最新成员。
 
此类解决方案已有成熟落地案例。目前，澳大利亚一家矿业企业运营着全球里程最长的全自动列车系统，这套系统不仅降低了长途货物运输过程中的健康与安全风险，还显著提升了运营效率。这一实践充分印证，相似技术在能源行业具备巨大应用潜力，其高精度、高可靠性的特性，有望革新复杂环境下的资源运输模式。
 
推动自动化技术快速落地的核心因素
 
窄带非地面网络（NB-NTN）技术的发展，正推动卫星物联网终端设备的成本效益发生重大变革。这项技术可让单个物联网终端通过单一模块，同时实现卫星与蜂窝网络的双模接入，无需配备传统卫星通信硬件。这一突破大幅降低了终端设备的成本，也改变了运营商对投资回报的测算逻辑。未来几年，随着更多物联网终端投放市场，多行业大规模普及物联网技术的趋势将愈发明显。
 
在此背景下，油气企业部署卫星物联网解决方案来监测、管控资产的可行性显著提升。窄带非地面网络的可扩展性，支持追踪设备的规模化布设，从而实现对广袤偏远能源作业区内人员与资产的全面监管。
 
这种可扩展性对自动化钻井平台而言至关重要——此类平台的运转需要数千个互联传感器与执行器协同工作。依托卫星的窄带非地面网络能够提供充足的网络容量，支撑起这套庞大的设备生态系统，无需再承担前代卫星技术高昂的成本，即可实现对自动化作业的全面监管与操控。此外，卫星星座的组网规模还在持续扩大，卫讯3号第二星（ViaSat-3F2）的近期成功发射（见图2）就是例证，这也表明业界正不断扩充网络容量，以满足钻井平台对全天候通信服务的需求。
 
这种兼具成本效益与可扩展性的特性，正推动卫星物联网技术在行业内加速普及，为钻井平台在不久的将来实现更全面的自动化作业铺平了道路。
 
投资卫星物联网，不仅是解决当下行业痛点的应对之策，更是能源领域的前瞻布局策略，能够保障作业模式持续迭代创新，进而筑牢行业长期发展的抗风险能力与市场竞争力。
 
凭借全域覆盖且成本日趋亲民的通信服务，卫星通信已成为关键核心支撑——它为实时监测、远程操控，以及无人机、自动化物流等各类自动化工具的无缝部署，提供了不可或缺的保障。
 
展望未来，这项航天技术将助力自动化钻井平台成为兼具安全性与高效性的现实应用，开启一个以安全运营、卓越效能、长效韧性为核心的全新发展阶段。