• Заказывайте детали трубопровода и фланцевые соединения из наличия и под заказ у компании ОНИКС. В наличии 2200 позиций на трех складах компании в Москве, Санкт-Петербурге и Екатеринбурге.

    Продукция сертифицирована и соответствует нормативным стандартам. Ознакомиться с полным списком поставляемой продукции можете на нашем сайте.

    Реклама. ООО «ОНИКС», ИНН 7801405107
    Erid: F7NfYUJCUneLt1ZK14hR
    Узнать больше
  • Быть всегда на связи: обзор технологий для нефтегазовых месторождений
    27 июня 2024

    Быть всегда на связи: обзор систем связи для нефтегазовых месторождений

    Для современного человека быть всегда на связи уже стало нормой жизни. Но как быть на нефтегазовых месторождениях, когда до ближайшего населённого пункта десятки, а то и сотни километров? При этом связь при добыче углеводородов не прихоть, от её качества и надёжности напрямую зависят жизнь и здоровье людей, экономические показатели всего проекта. Решить эти задачи можно с помощью различных технологий. На что стоит обратить внимание при выборе?

    Специфика нефтегаза: какие требования ставят перед системами связи?

    Зачастую к оборудованию, которое используют в нефтегазовом секторе, предъявляют повышенные требования. Причин много: экстремальные температуры, опасность взрыва. И системы связи не являются исключением.

    «Например, на особо опасных объектах осуществляется постоянный мониторинг технологических процессов для раннего обнаружения инцидентов и нештатных ситуаций. Для этого по охраняемому периметру объекта монтируют камеры видеонаблюдения. В зависимости от условий эксплуатации они могут быть стандартными или во взрывозащищённом исполнении.

    А при размещении на улице — морозостойкие, с подогревом и рассчитанные на температуру от –60 до +60 °C. Аналогична ситуация с базовыми станциями стандарта LTE или системами промышленного радио», — рассказывает технический директор ООО «ПРОТЕЙ ТЛ», канд. тех. наук. Николай Куликов.

    Помимо взрывозащищённости и устойчивости к низким температурам часто может быть востребована устойчивость к вибрациям и ударам, которые могут возникнуть на месторождениях из-за работы оборудования или геологических процессов.

    Понятно, что в состав оборудования связи входят самые разные элементы, и не совсем корректно предъявлять для всех идентичные требования. Строже всего, по словам Николая Куликова, относятся к носимым устройствам, а также ко всему уличному оборудованию, так называемым решениям outdoor.

    «Это может быть рация, умная каска или умный жилет. Однако мы реализовали несколько проектов, когда повышенные требования предъявлялись к нашим программно-­аппаратным комплексам, обеспечивающим групповую работу устройств, предназначенных для монтажа в транспортных средствах — специализированных кунгах», — объясняет г-н Куликов.

    Этим список требований к оборудованию не исчерпывается, нередко нужно, чтобы оно было защищено от воздействия влаги и пыли, которые могут присутствовать на месторождениях. При этом для выполнения требований необходим комплексный подход.

    «Регулярно сталкиваемся с тем, что определённые устройства не в полной мере соответствуют предъявляемым жёстким требованиям. В этом случае могут быть обеспечены соответствующие климатические условия в серверной либо задействованы специализированные виброустойчивые телекоммуникационные шкафы.

    При необходимости ценное серверное оборудование может быть вынесено за опасный периметр, и тогда основные требования будут предъявлять уже к кабельной продукции, к соединительным муфтам и кабельным вводам», — комментирует Николай Куликов.

    Быть всегда на связи: обзор технологий для нефтегазовых месторождений

    Впрочем, некоторые требования не просто обусловлены условиями эксплуатации, а напрямую прописаны в законодательстве. Например, в приказе Ростехнадзора о правилах промышленной безопасности при разработке нефтяных месторождений шахтным способом отмечено, что «нефтяная шахта оборудуется следующими системами связи и сигнализации:

    • системой общешахтной и диспетчерской телефонной связи;
    • системой общешахтного аварийного оповещения;
    • системами сигнализации на технологических участках;
    • системой регистрации служебных переговоров.

    Кроме этого, стоит учитывать, что нефтегазовые месторождения — это объекты критической информационной инфраструктуры. А это устанавливает особые требования к телекоммуникационному оборудованию.

    «Обеспечение безопасности на объектах критической информационной инфраструктуры — это целый комплекс мероприятий, включающий в себя не только парольную политику, защиту от внешних угроз, но и, например, необходимость наличия тестового стенда для проверки обновлений ПО внутри защищённого периметра», — поясняет Николай Куликов.

    LTE или Wi-­Fi?

    Как отмечает руководитель группы разработки департамента горнодобывающих решений ООО «Группа «Рексофт» Владимир Лебедев, сегодня для обеспечения связи на месторождениях используются различные технологии и оборудование. Это могут быть (4G) LTE, Wi-­Fi, спутниковая и аналоговая связь. Разберём достоинства и ограничения каждой технологии подробнее.

    «LTE обеспечивает высокоскоростную передачу данных и широкое покрытие сети. Она позволяет передавать большие объёмы информации, включая видеоданные, что особенно важно для удалённого мониторинга и управления оборудованием на месторождениях. Однако LTE требует развёртывания специальных базовых станций и наземной инфраструктуры под них, что может быть затратно на удалённых или труднодоступных территориях», — рассказывает Владимир Лебедев.

    В то же время нужно понимать, что для любой используемой технологии необходима связь с внешним миром. И для работы той же базовой станции нужно либо проложить к ней ВОЛС (правда, тогда проще сразу дотянуть кабели до самого месторождения), либо поставить несколько радиорелейных станций на высоких антенно-­мачтовых сооружениях, что в любом случае обойдётся в круглую сумму.

    В свою очередь, Николай Куликов считает именно Private LTE самой современной и наиболее перспективной технологией.

    Быть всегда на связи: обзор технологий для нефтегазовых месторождений

    «Long-­Term Evolution — это стандарт беспроводной связи, который может обеспечить высокую скорость передачи данных на большие расстояния. LTE может быть использован для организации голосовой и видеосвязи на месторождении, а также для передачи данных и мониторинга оборудования. Ядра мобильной связи pLTE уже внедрены на множестве промышленных объектов, что позволило существенно повысить не только качество связи, но и её безопасность, т. к. стандарт LTE более защищён по сравнению с тем же Wi-­Fi», — считает представитель «ПРОТЕЙ ТЛ».

    Однако стоит помнить, что зона действия одной базовой станции LTE технологически ограничена дальностью примерно в 25 км, да и то в чистом поле, то есть без препятствий. Поэтому для организации полноценного покрытия необходимо будет заложить в проект не одну БС, а ещё репитеры, фемтосоты или их аналоги. А защита передачи данных по любой технологии зависит не от встроенного шифрования (оно по умолчанию присутствует в любой технологии), а от грамотности системных администраторов.

    По словам г-на Куликова, для голосовой радиосвязи достаточно широко используются системы промышленного радио DMR и TETRA.

    «На многих объектах эти технологии являются основным средством взаимодействия с линейным персоналом. Они предоставляют необходимый набор услуг, включая разделение по группам, взаимодействие с диспетчером, передачу текстовых сообщений. Но сейчас с учётом перехода на pLTE всё чаще закупаются «сдвоенные» терминалы, поддерживающие оба стандарта. Это позволяет организовать плавный, бесшовный переход», — добавляет Николай Куликов.

    Следующая технология связи — Wi-­Fi. Впрочем, у неё тоже есть свои ограничения.

    «Wi-­Fi используют для создания локальных беспроводных сетей на месторождениях, обеспечивая связь между устройствами и системами на ограниченной территории. Wi-­Fi позволяет обеспечить высокоскоростную передачу данных на короткие расстояния, но имеет ограниченное покрытие. Улучшенная технология Wi-­Fi Mesh позволяет увеличить дальность передачи данных, но, в свою очередь, требует специализированного оборудования», — рассказывает Владимир Лебедев.

    Перспективы у этого направления однозначно есть, особенно если учесть, что практически во всех современных, даже недорогих Wi-­Fi-роутерах производители заложили возможность выступать в качестве участников Mesh-сети.

    С тем, что Wi-­Fi широко используется для передачи данных, согласен и Николай Куликов. Среди преимуществ этой технологии он называет относительные низкие затраты на внедрение и простоту установки. Впрочем, есть свои недостатки, в первую очередь это ограниченный радиус действия, заключает эксперт.

    Быть всегда на связи: обзор технологий для нефтегазовых месторождений

    Старый конь борозды не испортит?

    Это не означает, что на месторождениях используют только новые технологии связи.

    «Несмотря на все попытки унификации на уровне государства, на промышленных объектах до сих пор можно встретить оборудование самых разных поколений: аналоговое, цифровое, IP и т. д. Причина банальна — финансы. Если система работает несколько десятилетий, то её замена требует действительно веского обоснования.

    Например, аналоговая проводная связь, если задуматься, имеет массу преимуществ. Телефонный терминал получает питание непосредственно с АТС, не требует дополнительных источников питания на месте установки. Сама телефонная линия может иметь длину в десятки километров. Там, где требуется простая голосовая связь, это вполне разумное решение», — объясняет представитель «ПРОТЕЙ ТЛ».

    Тем более что та же телефонная линия означает возможность передачи данных по технологии xDSL, что существенно сэкономит бюджет при организации связи на территории месторождения. Достаточно будет установить и настроить те же Wi-­Fi-роутеры или фемтосоты, получив собственную беспроводную сеть.

    Но, конечно, это не означает, что на аналоговые решения стоит делать ставку в долгосрочной перспективе. Мир не стоит на месте, предприятия стремительно цифровизируются, что накладывает соответствующие обязательства на сетевую инфраструктуру.

    «Технологические решения, связанные с созданием цифровых двой­ников, а также специализированные платформы типа «умный завод», «умный город» и т. п. неразрывно связаны с беспроводными технологиями и опирающимися на них производственными процессами. Вот и получается, что рабочих мест, где достаточно простой телефонной линии, на реальных объектах очень немного», — считает Николай Куликов.

    На этом перечень технологий не заканчивается.

    «Для обеспечения связи в отдалённых или труднодоступных районах может использоваться спутниковая связь. Она позволяет обеспечить глобальное покрытие и высокую надёжность, но связана с высокими затратами на оборудование и эксплуатацию», — комментирует Владимир Лебедев.

    Ну а там, где можно проложить витую пару или оптику, для организации сети передачи данных можно использовать классический Ethernet, добавляет Николай Куликов.

    Быть всегда на связи: обзор технологий для нефтегазовых месторождений

    В поисках российского «железа»

    К сожалению, сейчас в России при выборе технологии связи стоит учитывать ещё один фактор — санкции. В 2022 году «Коммерсантъ» писал, что накануне известных событий 95% поставок оборудования для базовых станций приходились на несколько зарубежных компаний: Huawei, Ericsson, Nokia, ZTE и Samsung.

    Конечно, операторы связи нашли решения — от увеличения нагрузки на имеющееся оборудование до поиска альтернативных поставщиков. Поэтому сразу после ужесточения санкций ситуация выглядела сложной, но не критической.

    «Если мы говорим об оборудовании, то это в первую очередь контроллеры (ядро сети) и радиоизлучающее оборудование. В части контроллеров у нас есть компании, которые входят в реестр отечественного программного обеспечения. Что касается радиоизлучающего оборудования, то мы можем там, где уже развёрнуты наши сети, «переиспользовать» это оборудование и на его базе реализовывать инфраструктуру частной LTE-сети.

    Уже сейчас мы используем продукцию ряда китайских производителей, которые не попадают под санкции и готовы поставлять оборудование», — рассказал в своём выступлении на онлайн-­конференции DIGITAL OIL & GAS 2022 руководитель направления частных LTE/5G-сетей ПАО «MTC» Павел Бахтеяров.

    Как изменилась ситуация спустя два года? Общая картина в отрасли остаётся противоречивой. Где‑то удалось добиться положительных результатов. В качестве примера представитель «ПРОТЕЙ ТЛ» приводит собственную разработку компании — программное обеспечение для ядра мобильной сети, которое уже прошло стадию коммерческого внедрения.

    «С технической точки зрения это очень сложная платформа, состоящая из множества различных элементов, каждый из которых должен работать в соответствии с международными стандартами с целью обеспечения единой логики работы вне зависимости от производителя базовых станций или пользовательских устройств», — делится опытом Николай Куликов.

    Но где‑то до реального импортозамещения ещё далеко. Яркий пример — базовые станции. Наладить их производство в России непросто из-за отсутствия комплектующих. То есть здесь нужны собственные аппаратные разработки.

    «Базовая станция стандарта LTE состоит из двух функциональных блоков — блока обработки данных BBU и радиоблока RRU, плюс антенна. Мы видим положительную тенденцию в разработке всех трёх составляющих. На рынке появились игроки, которые занимаются производством базовых станций 4G и 5G. Кто‑то идёт по пути локализации иностранной продукции, кто‑то развивает собственные разработки, но до стопроцентной локализации ещё далеко.

    Основная причина — отсутствие или нехватка отечественной элементной базы для аппаратных решений. Речь про весь набор устройств, включая резисторы, транзисторы, различные ПЛИСы, генераторы тактовой частоты, центральные процессоры, оперативную и долговременную память. Это целая огромная индустрия, строительство которой — дело не одного года и даже не одного десятилетия.

    Поэтому без опоры на импорт мы в ближайшее время обойтись никак не можем. Другое дело, что предпочтительней из чужих кубиков складывать собственный продукт, полностью обладая знаниями о том, как он устроен, нежели брать готовое устройство и переклеивать шильдики, называя это локализацией», — резюмирует Николай Куликов.

    Какой будет связь будущего?

    Впрочем, системы связи — это та сфера, где прогресс идёт так быстро, что, просто «догоняя» лучшие образцы, никогда не получится добиться отличных результатов. Для того чтобы добиться успеха, нужно заглянуть в будущее.

    В «ПРОТЕЙ ТЛ» выделяют несколько трендов в части обеспечения связи на промышленных предприятиях вообще и на нефтегазовых месторождениях в частности.

    «В первую очередь надо сказать про развитие Интернета вещей (IoT). С развитием IoT-технологий на месторождениях будет возможно создание более умных и автоматизированных систем управления и мониторинга. Это позволит собирать и анализировать большие объёмы данных для повышения эффективности и безопасности процессов на месторождениях.

    Это неизбежно потребует развития технологий беспроводного доступа и связанных с ними услуг, о чём мы говорили выше. В частности, мы ожидаем развития сервисов для обеспечения безопасности сотрудников в полевых условиях: применения дронов-­наблюдателей и, возможно, Full-­Mesh-сетей на базе дронов и терминальных устройств для отдалённых участков месторождений», — рассуждает Николай Куликов.

    Быть всегда на связи: обзор технологий для нефтегазовых месторождений

    Следующее направление — развитие единых автоматизированных диспетчерских центров. Они позволят обеспечить контроль за работой оборудования и комплексное управление производственным объектом в автоматическом режиме. Здесь специалисты «ПРОТЕЙ ТЛ» ожидают расширения использования искусственного интеллекта и машинного обучения для оптимизации работы сетей связи на месторождениях, предсказания отказов оборудования, для анализа данных и принятия решений в реальном времени.

    «Мы ожидаем улучшения надёжности и безопасности связи. Технологии будут совершенствоваться для обеспечения стабильной связи даже в условиях сильных помех или на удалённых месторождениях.

    При этом шифрование по ГОСТ будет активно внедряться для использования на радио­участках. И вообще, всё большее внимание станут уделять защите данных и обеспечению конфиденциальности информации, передаваемой по сетям связи на нефтегазовых месторождениях.

    Наконец, сейчас активно обсуждается проект «Сфера». Речь идёт о создании спутникового Интернета по аналогии с небезызвестным Starlink. Если он будет успешно реализован, то в перспективе ближайших десяти — пятнадцати лет данная технология позволит кардинально улучшить доступ к Интернету в труднодоступных районах России, включая месторождения», — резюмировал Николай Куликов.


    Николай Куликов, канд. тех. наук, технический директор ООО «ПРОТЕЙ ТЛ»

    Николай Куликов, канд. тех. наук, технический директор ООО «ПРОТЕЙ ТЛ»
    Николай Куликов, канд. тех. наук, технический директор ООО «ПРОТЕЙ ТЛ»

    «Производства, расположенные на нефтегазовых месторождениях, относятся к опасным объектам, соответственно, к работающему там оборудованию могут предъявляться особые требования. Нефтегазовые месторождения находятся в разных климатических зонах. Например, на Крайнем Севере суровые условия определяют специфику применения систем связи и оборудования.

    Вообще, говорить про требования и способы их реализации можно достаточно долго. Но однозначно можно сказать, что для успешной реализации проекта нужна тщательная проработка на стадии проектирования. Наш опыт показывает, что детальный анализ на предварительном этапе позволяет заложить правильные технические решения и удовлетворить самые специфические требования».

    Владимир Лебедев, руководитель группы разработки департамента горнодобывающих решений компании «Рексофт»

    Владимир Лебедев, руководитель группы разработки департамента горнодобывающих решений компании «Рексофт»
    Владимир Лебедев, руководитель группы разработки департамента горнодобывающих решений компании «Рексофт»

    «Несмотря на развитие цифровых технологий, аналоговая радиосвязь по-прежнему используется на многих месторождениях, особенно в регионах с ограниченной инфраструктурой. Она обеспечивает надёжную коммуникацию, хотя имеет ограниченную пропускную способность и низкую скорость передачи данных».


    В ВНТП 3–85 — нормативном документе, содержащем требования и положения для проектирования объектов и систем нефтяной промышленности, — прописано, что нефтепромысловые объекты должны обеспечиваться следующими видами связи и сигнализации:

    • общепроизводственная телефонная связь;
    • внутрипроизводственная диспетчерская и директорская связь;
    • распределительно-­поисковая и громкоговорящая связь;
    • передача данных;
    • радиофикация;
    • охранная и пожарная сигнализация.

    Текст: Михаил Романов.
    Все фото: ru.freepik.com.

    Этот материал опубликован в журнале
    Нефтегазовая промышленность №3 2024.
    Смотреть другие статьи номера
    Цифровые решения
    Рекомендуем
    Подпишитесь на дайджест «Нефтегазовая промышленность»
    Ежемесячная рассылка для специалистов отрасли
    Популярное на сайте
    Новости
    Новости и горячие темы в нашем телеграм-канале. Присоединяйтесь!