Роботизация в нефтегазовой отрасли: когда ждать прорыва?
Писатели-фантасты середины прошлого века полагали, что уже в наши дни практически всю физическую работу за людей будут выполнять роботы. Однако пока эта картина будущего далека от реальности. Нефтегазовую отрасль тоже нельзя назвать счастливым исключением, хотя разговоры о важности роботизации идут уже несколько лет.
Когда роботы станут обыденностью на нефтегазовых месторождениях? Ответ на этот вопрос искали участники круглого стола «Роботизация нефтегазовой отрасли. Новый виток» на Промышленно-энергетическом форуме TNF 2022.
В ожидании взрывного роста
На первый взгляд может показаться, что нефтегазовый сектор должен выступить в роли флагмана роботизации промышленности. Для этого есть достаточно предпосылок. Учитывая, что в России углеводороды добывают, как правило, на удалённых территориях с суровым климатом, нефтегазовые компании заинтересованы в организации безлюдного производства, обеспечить которое как раз таки и могут роботы.
Благодаря способности функционировать в формате 24/7, они способны значительно повысить эффективность работ, вплоть до того, что удастся вовлечь в разработку месторождения, которые сейчас считаются нерентабельными.
Так, начальник департамента технологий роботизации и трёхмерной печати ООО «Гапромнефть-ЦР» Александр Парщиков оценил потенциальный эффект от внедрения роботов в 380 млрд рублей в год.
«Различные системы вроде автопилотов дают цифры 10–13% в эффективности суточной проходки за счёт снижения аварийности от человеческого фактора при текущем уровне технологий, затрат, внедрений», — в свою очередь отмечает эксперт ООО «НОВАТЭК НТЦ» Владимир Гребенщиков.
Наконец, немаловажно и то, что нефтегазовые компании обладают достаточными финансовыми ресурсами для внедрения дорогостоящих инновационных решений. Неслучайно первые роботы в отрасли появились ещё в середине прошлого века.
«Применение роботов в нефтегазовой отрасли началось в 1960-х годах, однако диапазон их использования был ограничен областями, где прямое вмешательство человека было невозможно, например в экстремальных глубоководных условиях/
Для работы на такой глубине были созданы телеуправляемые подводные необитаемые аппараты», — пишут в своей статье «Роботизация процессов в нефтегазовой отрасли Российской Федерации» Анна Кореневская и Хазмет Пшиншев.
Как мы видим, потенциал у этого направления очень большой, однако, несмотря на все преимущества роботов, успешных примеров их внедрения пока не так много.
«Мы ждём взрывного роста применения робототехники на горизонте нескольких лет. Но надо признать, что в нефтегазовой отрасли роботов пока мало, эта технология не получила большого проникновения», — констатирует руководитель центра цифровых технологий ПАО «Газпром нефть» Михаил Корольков.
Роботы для нефтегаза: опыт российских ВИНК
Однако это не означает, что в этом направлении ничего не делается. Российские компании занимаются разработками роботов, и некоторые из них со стадии опытно-промышленных испытаний перешли на стадию применения на реальных месторождениях.
В целом Анна Кореневская и Хазрет Пшиншев отмечают, что на сегодняшний день существуют следующие ключевые области применения робототехники в НГК:
- инспекционные работы;
- операции в замкнутых пространствах и опасных зонах;
- оценка качества химического и физического состояния материалов;
- подводное и морское глубоководное оборудование.
«В приоритете у нас вопросы экономической целесообразности. Выбираем работы тяжёлые и опасные для человека либо с большой повторяемостью. Сейчас у нас в проработке более 10 вариантов, из них 6 находится на стадии защиты финансирования, 3 в активной фазе.
Есть примеры, понятные для всех, например, робот-обходчик, который обследует периметр с дополнительными датчиками и оборудованием. Ещё интересен робот для очистки резервуаров», — рассказывает начальник управления разработки ИТ решений ПАО «Татнефть» Евгений Швырков.
«Нам интересны разработки, связанные с беспилотными транспортными средствами. Что касается внутрискважинных работ и бурения, то подводные аппараты — достаточно давно и широко применяемые вещи на шельфе.
На суше доступны «пророботы» — внутрискважинные тракторы, которые в определённый момент показали скачок, когда смогли совершать достаточно точно сложные манипуляции», — в свою очередь перечисляет приоритеты Владимир Гребенщиков.
Впрочем, в случае со скважинными тракторами есть одно существенное «но». Дело в том, что такую услугу до этого предоставляли иностранные сервисные компании. По словам г-на Гребенщикова, осенью
2022 года российских производителей, готовых поставлять такое оборудование, не было. Однако разработки ведутся, несмотря на то, что для выхода на этот рынок нужны серьёзные инвестиции, начиная от станков и отладки технологических процессов. Понятно, что процесс внедрения не всегда идёт гладко. Зачастую уже готовую модель после натурных испытаний приходится возвращать на доработку.
«Нам казалось, что у нас полностью готов подводный робот для очистки и осмотра трубопроводов, но выяснилось, что для работы в реках из-за высокой мутности воды аппараты не подходят. Соответственно, мы с бюро технических разработок РАН ведём сейчас работы по доведению этого образца», — приводит пример Евгений Швырков.
Нужно ли учиться у Запада?
Обычно, когда речь заходит о подобных технологиях, принято изучать передовой опыт западных компаний. Здесь действительно можно перечислить несколько успешных кейсов. Компания Shell уже несколько лет использует на своих месторождениях роботов Sensabot.
Компания Total добилась серьёзного прогресса в переходе на беспилотные и наземные роботизированные комплексы для геологоразведки, рассказывает руководитель направления департамента технологического развития и цифровой трансформации геологоразведочных работ «Газпром нефть» Глеб Григорьев.
В то же время отечественные эксперты подчёркивают, что за рубежом речь идёт о точечных успехах, а не о системном подходе. Например, у Total акселератор существует уже много лет, но широкого внедрения пока нет, напоминает Михаил Корольков.
«Если говорить об отдельных международных ВИНК, то ландшафт здесь достаточно разорванный, у каждого есть своя специализация. Например, в British Petroleum применяют подводную робототехнику.
Широко разрекламирован кейс, когда они открыли крупное подводное месторождение с помощью подводных аппаратов. Получается, что робототехнику применяют за рубежом, с одной стороны, крайне широко, но с точки зрения специализации — узко.
И, если по масштабам внедрения они нас опережают, то с точки зрения системной работы никто ещё там глубоко не копал. И если мы выдержим этот темп и сможем вывести в практическую плоскость максимально широкий круг проектов, я думаю, на горизонте мы получим очень хорошие результаты по сравнению со всеми остальными», — оптимистично заключил Александр Парщиков.
В свою очередь Евгений Швырков также подчеркнул, что важно заниматься не импортозамещением, а импортоопережением, принципиально новыми моделями ведения работ. В качестве примера он привёл робот-насос, который сможет сам забираться в скважину.
Но даже если пренебречь всеми этими аргументами, нужно помнить, что на Западе сейчас никто не готов делиться своими ноу-хау с российскими компаниями. Поэтому учиться у лидеров отрасли в любом случае пока не получится, и российские разработчики волей-неволей должны будут идти «своим путём». Но этот процесс заметно тормозят технологические санкции.
“Помимо создания промышленных роботов и применения их на производстве, очень важно не упускать их дальнейшую эксплуатацию. На наших производствах множество манипуляторов известных производителей, которые ушли с российского рынка, и на поставку запчастей рассчитывать не приходится.
Таким образом, у нас на первый план выходит пересмотр процесса эксплуатации всех роботов, что уже есть. И будет здорово, если мы в рамках отраслевого центра компетенций сможем как-то развить тему с уже имеющимися роботами и заранее предусмотреть риски для тех комплексов, которые мы будем совместно разрабатывать и создавать», — рассуждает старший владелец продукта «Индустрии 4.0» ООО «Сибур диджитал» Вадим Щемеленин.
И это не единственные барьеры на пути роботов к нефтегазовым месторождениям.
Что не пускает роботов на нефтегазовые месторождения?
«Мы понимаем, что на пути развития отрасли есть барьеры. В первую очередь это нехватка кадров, отсутствие законодательства, и, самое главное, отсутствие системного спроса», — перечисляет причины Михаил Корольков.
В свою очередь, Анна Кореневская и Хазрет Пшиншев в числе негативных факторов отмечают нежелание нарушать устоявшиеся процедуры и инвестировать в дорогостоящие разработки.
«Ещё одним препятствием к распространению роботов является жёсткая нормативно-правовая база, регулирующая нефтегазовые операции.Например, согласно правилам, определённые задачи могут выполняться исключительно людьми. Несмотря на возможность комбинирования человеческих и роботизированных ресурсов, экономическая эффективность при сохранении вовлечённости человека в процесс резко снижается», — писали учёные в своей статье в 2020 году.
Александр Парщиков же считает, что главный барьер — экономический. Да, роботы могут повысить эффективность производства, но сначала нужно будет вложить серьёзные инвестиции. И здесь высокая маржинальность нефтегазового комплекса играет злую шутку: зачем что-то менять, если и так всё хорошо? Как видим, со спросом есть проблемы, однако и с предложением тоже не всё ладно.
«Если посмотреть на рынок, то много кто этим занимается, но мало у кого есть железо. На пальцах одной, ну может двух рук можно перечислить реально успешных разработчиков. Большинство стартапов, даже те, что собрали большие инвестиции, ещё очень далеко до готового продукта. Пока самый успешный пример — это карьерные самосвалы-роботы», — отметил Александр Парщиков.
Возникают сложности и на стадии перехода от концепта к реальным агрегатам. К сожалению, учёные и производственники часто разговаривают на разных языках.
«У участников процесса от науки свои цели. Для учёного результат — это цитируемость, научные работы и нет KPI, которые могли бы заставить его работать не ради бумаги, а для того, чтобы в конце процесса получилось «железо». Также бывает, что стартапер делает «классную штуку» так, как он её понимает, а у нас она неприменима.
И мы тратим много времени, чтобы объяснить всем этим игрокам, что нам нужно совсем другое. Надо создать правила игры, чтобы учёный понимал, что, получив грант, он не просто должен выпустить отчёт, а что его работа в системе даст конкретный результат», — рассказывает Александр Парщиков.
С тем, что любая конструкторская работа в области роботизации должна заканчиваться чем-то вещественным, согласен и Владимир Гребенщиков. Это не обязательно должен быть готовый робот, в качестве результата может выступать какой-то отдельный узел, код или материал.
А вот если в итоге заказчик получает бумажный отчёт, то это, скорее всего, пустая работа, считает эксперт «НОВАТЭК НТЦ». Однако в ходе обсуждения прозвучали и выступления в защиту «бумажной работы».
«Сегодня было сказано много негатива в адрес бумажных отчётов, но без них дать старт этой работе нельзя. Несколько первых наших проектов заканчивались «бумажками», но это давало возможность изучить направления, рынок и понять, куда нам дальше двигаться», — отмечает начальник управления технических решений «Газпром нефть» Антон Смирнов.
В общем, как и в любом деле, здесь важен баланс. Без бумажной работы не обойтись, но и о практике забывать не стоит.
Кооперация: вместе мы сила?
Впрочем, участники «круглого стола» не только выявляли проблемы, но и искали пути их решения. Практически все согласились с тем, что нужно объединяться.
«Сейчас действительно возникло понимание, где роботы могут найти применение, начинаются внедрения в новых областях. Но снимать барьеры отдельным компаниям в одиночку невозможно, очень важна консолидация усилий», — подчёркивает Михаил Корольков.
«Мы столкнулись с тем, что тяжело искать такие решения на рынке в одиночку. Ни одна нефтяная компания не вложится в создание собственной роботизированной бурильной установки, потому что это очень дорого. Может, кооперация на уровне отрасли поможет нам такие серьёзные глобальные проблемы решать», — в свою очередь отмечает Евгений Швырков.
Александр Парщиков также считает, что распределить риски между участниками рынка и снизить стоимость конечного решения можно за счёт увеличения масштабов рынка.
«Сама модель работы вертикально интегрированной компании не очень предполагает собственные средства производства, в первую очередь на технологических процессах. Нужен инструмент кооперации — отраслевой центр компетенций в робототехнике.
Здесь есть понятные выгоды для каждого из участников: вкладываются не в одиночку, а риски реализации делятся на всех. Если смотреть на всех игроков отрасли, то мы сможем дать консолидированный спрос. Тогда стоимость затрат на каждого участника будет меньше, и в серии это будет стоить гораздо дешевле.
Во-вторых, этот инструмент выведен за периметр компаний и, соответственно, может гибко реагировать. Вместе отрасли проще координировать усилия по нормотворчеству и законодательству, чтобы этими устройствами можно было легально пользоваться и наиболее эффективно применять», — рассуждает представитель «Газпромнефть-ЦР».
Конечно, ключевым вопросом остаётся финансирование. Причём ВИНК не готовы нести это бремя в одиночку.
«Здесь не предполагается большого финансирования. Будем использовать те ресурсы, которые сейчас, скажем прямо, используются неэффективно. Это инструменты госфинансирования, венчурные фонды, которые уже существуют для того, чтобы создать максимальную среду, для доведения продуктов до внедрения. В любом случае, бизнес-эффективность на первом месте», — отметил Александр Парщиков.
То есть денег много не будет. И в этих условиях особенно важно выбрать правильную стратегию развития. Мнения по этому поводу разошлись. В частности, Владимир Гребенщиков предлагает следовать принципу, что «большая дорога начинается с первого шага».
«Понятно, что большой объём гораздо эффективнее. Но, с другой стороны, надо понимать, что буровая установка — это не простая вещь, а сложный комплекс. И делать все операции автоматическими в один момент, наверно, нецелесообразно. Лучше начинать с того, что даёт профит», — считает эксперт «НОВАТЭК НТЦ».
С ним не согласен Александр Парщиков. По его мнению, комплексный подход более верный. В противном случае ВИНК могут оказаться в ситуации, когда на одном узле производительность вырастет в 10 раз, но другой просто не «переварит» эту мощность. Толку от такой модернизации немного.
“Внедрение робототехники на тех процессах, которые спроектированы под человека, мягко говоря, не самый эффективный путь. Надо в первую очередь делать реинжиниринг технологических процессов, только тогда роботизация будет максимально эффективна и даст эффект», — считает г-н Парщиков.
Тем не менее чересчур затягивать с внедрением тоже не стоит. В «Газпромнефть-ЦР» согласны с тем, что для максимальной поддержки интереса бизнеса, нужны так называемые «быстрые победы» со сроком внедрения год-полтора. Речь идёт о продуктах высокой степени технологической готовности.
Робототехника в нефтегазовой отрасли России развивается. Но пока речь идёт о научных работах, стартапах, создании институтов развития, но не о реальном внедрении в больших масштабах. Чтобы перейти от слов к делам, многое ещё придётся сделать: найти финансирование, преодолеть консерватизм отрасли и найти аналоги для не доступных ныне из-за санкций комплектующих.
Всё это может отложить наступление «светлого роботизированного будущего», но не отменить его. Другое дело, что это может сделать отставание от международных нефтегазовых компаний критическим, так что с этой точки зрения отрасль сейчас переживает важный, возможно, решающий момент.
Евгений Розанов, инженер проектов ООО «СМТ» (CRP Automation Russia)
«В последнее время в России наблюдается растущий интерес к роботизации.
К этому призывают власти, а компании всё чаще отдают предпочтение технологическим решениям, а не ручному труду. Но не стоит забывать, что пока ещё далеко не все виды работ могут быть выполнены роботами.
Если говорить о нефтегазовой отрасли, роботы активно используются для сварки труб, но это происходит главным образом на заводах и в цехах. В то же время в полевых условиях их эффективность пока оставляет желать лучшего.
Для того чтобы переломить ситуацию, необходимо провести дополнительные исследования. Например, большие шестиосевые роботы, движущиеся по заранее запрограммированным координатам, должны стоять на твёрдой платформе. В противном случае точность их работы будет снижена. Кроме того, работа роботов может ограничиваться погодными условиями, например, наши модели могут работать только в температурном диапазоне от 0 до 40 градусов Цельсия.
Тем не менее, несмотря на ограничения, роботизация остается одним из ключевых направлений развития технологий в России. Внедрение роботов в производственные процессы позволяет снизить затраты на рабочую силу, повысить производительность и качество продукции. Конечно, мы не можем заменить человеческую работу во всех процессах. Однако использование роботов с высокой степенью автоматизации может значительно увеличить эффективность и скорость выполнения работы».
Текст: Андрей Халбашкеев
