Tự động hóa thu thập dữ liệu khoan là gì
Tự động hóa thu thập dữ liệu khoan là dùng công nghệ để tự động thu thập, ghi lại và truyền các phép đo quan trọng từ hoạt động khoan mà không cần nhập liệu thủ công.
Tự động hóa thu thập dữ liệu khoan bao gồm kết nối các thiết bị đo các thông số chính như áp suất khoan và mật độ vật liệu lấp đầy trực tiếp với một hệ thống mạng, thường thông qua các thiết bị công nghiệp như bộ định tuyến 4G.
Khi tự động hóa thu thập dữ liệu, các phép đo được ghi lại theo thời gian thực, được tăng cường với thông tin vị trí chính xác thông qua GPS và được gửi an toàn đến các nền tảng đám mây hoặc cơ sở dữ liệu tập trung.
Hệ thống đảm bảo dữ liệu chính xác, đầy đủ, có thể truy xuất đến các địa điểm khoan cụ thể và có thể truy cập ngay lập tức cho các bên liên quan như công ty khoan và cơ quan quản lý.
Mục tiêu của tự động hóa thu thập dữ liệu khoan là cải thiện độ tin cậy và tính minh bạch của dữ liệu, giảm lỗi do ghi chép thủ công, tăng tốc quy trình báo cáo, hỗ trợ giám sát từ xa và cuối cùng là hỗ trợ các hoạt động khoan an toàn và hiệu quả hơn.
Khó khăn khi thực hiện
Ghi chép dữ liệu thủ công
Phụ thuộc vào thu thập dữ liệu thủ công trong các hoạt động khoan đã tạo ra một chuỗi vấn đề về chất lượng và độ tin cậy nên làm suy yếu toàn bộ hệ thống đo lường.
Tại công trường, kỹ thuật viên chịu trách nhiệm ghi lại các thông số quan trọng như áp suất khoan và mật độ vật liệu lấp đầy.
Đó là những phép đo tạo nền tảng tuân thủ quy định và xác minh an toàn.
Tuy nhiên, quy trình ghi chép phụ thuộc vào con người tạo ra nhiều điểm lỗi làm giảm tính toàn vẹn của dữ liệu.
Ghi chép thủ công vốn dễ xảy ra sai sót khi chép chính vì ngay cả những lỗi nhỏ trong ký hiệu cũng có thể làm mất giá trị toàn bộ bộ số đo.
Những sai sót này xuất phát từ nhiều yếu tố:
- Mệt mỏi trong quá trình khoan kéo dài.
- Điều kiện môi trường khắc nghiệt khiến ghi chép chính xác trở nên khó khăn.
- Gánh nặng nhận thức khi phải quản lý đồng thời nhiều thông số đo lường.
Ngoài lỗi chép chính đơn thuần, quy trình thủ công còn tạo ra khoảng trống trong tính liên tục của dữ liệu.
Khi kỹ thuật viên bỏ sót khoảng thời gian ghi chép hoặc không ghi lại số đo trong các giai đoạn khoan quan trọng, những bộ dữ liệu không đầy đủ này không thể cung cấp hồ sơ kiểm tra toàn diện theo yêu cầu.
Hậu quả vượt xa những sai số đo lường đơn lẻ.
Thu thập dữ liệu thủ công loại bỏ khả năng giám sát theo thời gian thực.
Vì thế buộc cả công ty khoan và cơ quan quản lý phải hoạt động dựa trên thông tin bị trễ.
Gián đoạn về thời gian ngăn cản khả năng phát hiện ngay lập tức các bất thường về an toàn hoặc sai lệch tuân thủ.
Do đó biến những gì có thể là giám sát chủ động thành quản lý vấn đề phản ứng.
Hơn nữa, các bản ghi dữ liệu vật lý dễ bị mất do hư hỏng môi trường, sắp xếp sai hoặc đơn giản là xuống cấp.
Từ đó có thể xóa mất bằng chứng quan trọng cần thiết để xác minh chất lượng hoặc giải quyết tranh chấp.
Đối với các hoạt động khoan đóng vai trò nền tảng cho các dự án cơ sở hạ tầng hoặc năng lượng lớn, những vấn đề về độ tin cậy dữ liệu này thể hiện rủi ro hoạt động và pháp lý không thể chấp nhận được.
Ví dụ: Trong một dự án khoan móng cọc cho tòa nhà cao tầng, ghi chép thủ công đã dẫn đến tranh chấp kéo dài giữa nhà thầu và chủ đầu tư khi không thể xác minh chính xác độ sâu khoan và thời điểm đổ bê tông của 15 cọc khoan nhồi.
Chi phí giải quyết tranh chấp và khoan kiểm tra lại lên tới hàng trăm triệu đồng, chưa kể thời gian thi công bị kéo dài 3 tháng.
Hệ thống dữ liệu riêng biệt
Ngay cả khi các hoạt động khoan sử dụng thiết bị đo lường kỹ thuật số, dữ liệu thu được thường bị mắc kẹt trong các “hầm chứa” thông tin riêng lẻ tại công trường khoan.
Vì vậy tạo ra sự gián đoạn cơ bản giữa tạo dữ liệu và việc sử dụng dữ liệu.
Thiết bị khoan hiện đại có thể ghi lại các phép đo chính xác thông qua cảm biến tinh vi nhưng khả năng công nghệ này mang lại giá trị hạn chế khi thông tin không thể lưu chuyển ra ngoài vị trí vật lý trực tiếp.
Sự cô lập này biểu hiện qua một số hạn chế hoạt động.
Các phép đo kỹ thuật số được lưu trữ cục bộ trên hệ thống tại công trường cần phải truy xuất thủ công thông qua truyền tệp.
Do đó tạo ra sự chậm trễ có thể kéo dài từ vài giờ đến vài ngày tùy thuộc vào khả năng tiếp cận công trường và giao thức truyền thông.
Những chậm trễ này loại bỏ mọi khả năng giám sát thời gian thực.
Vì vậy buộc các nhóm quản lý và cơ quan quản lý phải đưa ra quyết định dựa trên thông tin lịch sử thay vì tình trạng hoạt động hiện tại.
Khoảng cách giữa đo lường và xem xét tạo ra các điểm mù về thời gian.
Đó là nơi những vấn đề đang phát triển vẫn không được phát hiện cho đến khi chúng leo thang thành những vấn đề nghiêm trọng.
Khi không thể tổng hợp dữ liệu qua nhiều công trường khoan làm trầm trọng thêm thách thức này.
Các công ty khoan quản lý các dự án đồng thời thiếu tầm nhìn toàn diện cần thiết để phân tích so sánh hoặc tối ưu hóa nguồn lực.
Mỗi công trường hoạt động như một đảo dữ liệu độc lập, ngăn cản tổ chức và nhận dạng mẫu xuất hiện từ các bộ dữ liệu tích hợp.
Sự phân mảnh này đặc biệt ảnh hưởng đến các quy trình đảm bảo chất lượng, nơi xác định các vấn đề có hệ thống đòi hỏi khả năng tương quan xu hướng qua nhiều hoạt động.
Đó là một khả năng trở nên không thể thực hiện với các hệ thống dữ liệu riêng biệt.
Từ góc độ tuân thủ,cô lập dữ liệu tạo ra nhiều cản trợ trong mối quan hệ quản lý.
Cơ quan chức năng không thể tự xác minh quá trình tuân thủ đang diễn ra mà thay vào đó phụ thuộc vào các công ty khoan để tự nguyện biên soạn và gửi báo cáo hồi cứu.
Vì vậy loại bỏ tính minh bạch mà các khung quản lý hiện đại ngày càng yêu cầu, đồng thời đặt gánh nặng hành chính chuẩn bị báo cáo hoàn toàn lên các nhà khai thác khoan.
Kết quả là một quy trình tuân thủ được đặc trưng bởi xác minh chậm trễ, tăng khả năng tranh chấp và chi phí hành chính tăng cao cho tất cả các bên liên quan.
Ví dụ: Một tập đoàn xây dựng lớn đang triển khai 8 dự án khoan đồng thời tại các tỉnh khác nhau. Do dữ liệu bị phân tán, ban quản lý không thể phát hiện rằng 3 công trường đang gặp vấn đề tương tự về địa chất mềm yếu.
Nếu dữ liệu được tổng hợp tập trung, họ có thể điều chỉnh phương pháp thi công sớm hơn.
Từ đó tiết kiệm được 2 tháng thời gian và giảm 30% chi phí xử lý nền đất.
Thiếu khả năng truy xuất nguồn gốc
Thiếu dữ liệu GPS tích hợp trong các phép đo khoan tạo ra vấn đề truy xuất nguồn gốc cơ bản làm suy yếu giá trị chứng cứ của thông tin được thu thập.
Trong các hoạt động khoan, không gian của mỗi phép đo không chỉ là thông tin bổ sung mà là xác minh dữ liệu được ghi lại tương ứng với các vị trí vật lý cụ thể và tọa độ khoan.
Không có liên kết không gian này, ngay cả các phép đo chính xác cũng mất đi độ tin cậy và tính hữu dụng.
Khoảng trống truy xuất nguồn gốc này biểu hiện rõ nhất trong các quy trình kiểm toán và xem xét quy định.
Khi cơ quan chức năng hoặc kiểm soát viên bên thứ ba xem xét hồ sơ khoan, họ yêu cầu bằng chứng rõ ràng rằng các phép đo được báo cáo đã được thực hiện tại các vị trí khoan được phê duyệt và tương ứng với các vị trí lỗ khoan cụ thể.
Các hệ thống thủ công ghi lại tọa độ GPS riêng biệt với dữ liệu đo lường tạo ra cơ hội cho sự sai lệch dữ liệu, dù là do lỗi vô tình hay thao túng cố ý.
Thiếu tích hợp GPS tự động với thời gian thực hiện có nghĩa là thiết lập nguồn gốc không gian của các phép đo trở thành vấn đề hơn là sự thật có thể xác minh.
Các hàm ý mở rộng đến giải quyết tranh chấp và quản lý trách nhiệm pháp lý.
Trong trường hợp có các lỗi xảy ra khi khoan, sụt lún mặt đất hoặc các mối lo ngại về môi trường, các công ty khoan cần bằng chứng không thể chối cãi chứng minh chính xác nơi các phép đo được thực hiện và giá trị nào được ghi lại tại các thời điểm và vị trí cụ thể.
Không có dữ liệu GPS tích hợp, kết quả xây dựng chuỗi chứng cứ này đòi hỏi phải tương quan nhiều nguồn dữ liệu độc lập.
Đó là một quy trình tạo ra sự không chắc chắn và làm yếu đi vị thế phòng thủ của các nhà thầu khoan trong các thủ tục pháp lý hoặc quy định.
Từ góc độ hoạt động, thiếu tích hợp dữ liệu không gian ngăn cản phân tích tinh vi về hiệu suất khoan qua các điều kiện địa chất khác nhau hoặc đặc điểm công trường.
Các công ty không thể so sánh tương quan hiệu quả các mẫu đo lường với các thuộc tính vị trí cụ thể.
Do đó hạn chế khả năng tinh chỉnh kỹ thuật khoan hoặc dự đoán các điều kiện thách thức dựa trên các yếu tố địa lý.
Sự thiếu hụt thông tin sẽ làm giảm năng lực hoạt động có thể được rút ra từ dữ liệu đo lường tích lũy, biến những gì nên là tài sản chiến lược thành một hồ sơ tuân thủ đơn giản.
Ví dụ: Một dự án khoan giếng địa nhiệt tại miền Trung Việt Nam gặp tranh chấp khi chủ đầu tư cho rằng 12 giếng khoan không đúng vị trí thiết kế, lệch 5-10 mét. Nhà thầu khoan không thể chứng minh vị trí chính xác do chỉ ghi tọa độ GPS thủ công trong sổ giấy, không có lịch sử thời gian tự động.
Kết quả là phải khoan lại 4 giếng trong khi nếu có hệ thống GPS tích hợp tự động, tranh chấp có thể được giải quyết ngay lập tức.
Hạ tầng kết nối thiếu tin cậy
Các công trường xa xôi đặt ra những thách thức kết nối phi thường mà thiết bị mạng tiêu chuẩn không thể giải quyết đầy đủ.
Chúng tạo ra khoảng trống hạ tầng quan trọng trong các hệ thống thu thập dữ liệu tự động.
Môi trường vật lý khắc nghiệt điển hình của các vị trí khoan như đặc trưng nhiệt độ cực đoan, rung động, bụi bặm và độ ẩm đòi hỏi các thiết bị mạng cấp công nghiệp được thiết kế đặc biệt để triển khai trong điều kiện khắc nghiệt.
Đồng thời, bản chất xa xôi của các công trường này thường đặt chúng ở các khu vực có độ phủ sóng di động không ổn định hoặc hoàn toàn không có hạ tầng mạng thông thường.
Các giải pháp mạng cấp chuyên nghiệp cho các công trường khoan phải kết hợp nhiều lớp dự phòng kết nối.
Kết nối di động chính có thể bị lỗi do tắc nghẽn mạng, bảo trì hạ tầng hoặc đơn giản là độ phủ sóng không đầy đủ ở các khu vực địa lý xa xôi.
Không có các tùy chọn kết nối dự phòng như mạng di động thứ cấp, liên kết vệ tinh hoặc các giao thức truyền thông thay thế.
Do đó bất kỳ sự gián đoạn kết nối nào cũng ngay lập tức dừng truyền dữ liệu, đưa các hoạt động trở lại quy trình thủ công và loại bỏ khả năng giám sát thời gian thực.
Kết nối yếu kém tạo ra sự không chắc chắn hoạt động, nơi chức năng hệ thống phụ thuộc vào các yếu tố hạ tầng bên ngoài nằm ngoài tầm kiểm soát của công ty khoan.
Yêu cầu về độ bền vật lý làm trầm trọng thêm thách thức kết nối.
Thiết bị mạng tại các công trường khoan phải chịu được rung động liên tục từ máy móc khoan, biến động nhiệt độ giữa hoạt động ban ngày và ban đêm, tiếp xúc với bụi và hạt vật chất, và va chạm tiềm tàng từ các hoạt động tại công trường.
Các thiết bị mạng cấp tiêu dùng hoặc thương mại tiêu chuẩn nhanh chóng hỏng trong những điều kiện này.
Từ đó đòi hỏi các thông số kỹ thuật công nghiệp bao gồm vỏ bọc chắc chắn, xếp hạng nhiệt độ mở rộng, khả năng chống rung động và các kết nối được niêm phong duy trì tính toàn vẹn trong môi trường khắc nghiệt.
Các cân nhắc về bảo mật thêm một chiều khác vào yêu cầu kết nối.
Các hệ thống thu thập dữ liệu tự động truyền thông tin hoạt động nhạy cảm, dữ liệu đo lường và có thể là các kỹ thuật khoan độc quyền qua các mạng công cộng.
Không có các giao thức bảo mật mạnh mẽ như kết nối được mã hóa, cơ chế xác thực và ngăn chặn xâm nhập dữ liệu này trở nên dễ bị chặn hoặc giả mạo.
Đối với các hoạt động khoan làm việc trên các dự án nhạy cảm hoặc trong các thị trường cạnh tranh, bảo mật dữ liệu bị xâm phạm thể hiện cả rủi ro kinh doanh và sự thất bại tiềm tàng trong tuân thủ quy định.
Hậu quả của hạ tầng kết nối không đầy đủ vượt xa những lỗi truyền dữ liệu đơn giản.
Mỗi vấn đề kết nối đòi hỏi can thiệp kỹ thuật tại chỗ đều tạo ra chi phí đáng kể cả về thời gian và nguồn lực.
Phải cử kỹ thuật viên đến các vị trí khoan xa xôi để khắc phục sự cố mạng tiêu tốn hàng ngày thay vì hàng giờ và trong thời gian đó thu thập dữ liệu phải trở lại quy trình thủ công hoặc dừng hoàn toàn.
Những can thiệp này nhân lên chi phí dự án, kéo dài thời gian và tạo ra sự không chắc chắn hoạt động làm suy yếu toàn bộ giá trị đề xuất của thu thập dữ liệu tự động.
Tính khả thi kinh tế của tự động hóa khoan về cơ bản phụ thuộc vào hạ tầng kết nối hoạt động ổn định mà không cần can thiệp thủ công thường xuyên.
Ví dụ: Một công ty khoan địa kỹ thuật tại các tỉnh miền núi đã đầu tư hệ thống cảm biến tự động nhưng sử dụng thiết bị mạng thương mại giá rẻ. Sau 3 tháng, 60% thiết bị hỏng do rung động và nhiệt độ thấp về đêm (-5°C).
Chi phí thay thế và mất dữ liệu lên tới 400 triệu đồng.
Khi chuyển sang thiết bị công nghiệp với dự phòng kết nối vệ tinh, hệ thống hoạt động ổn định 99.8% thời gian, tiết kiệm được 2 tỷ đồng chi phí vận hành trong năm đầu tiên.
Đặc điểm của giải pháp
Kiến trúc phần cứng và tích hợp thiết bị
Nền tảng của giải pháp này dựa trên đặt và tích hợp phần cứng một cách chiến lược.
HPT Solutions AG đã lắp đặt router công nghiệp RUT956 ngay tại giàn khoan, biến nó thành trung tâm thần kinh điều khiển mọi hoạt động thu thập dữ liệu.
Vị trí lắp đặt này vô cùng quan trọng vì giúp giảm thiểu suy giảm tín hiệu và đảm bảo router có thể chịu được rung động, biến đổi nhiệt độ cũng như các tác nhân gây ô nhiễm môi trường điển hình tại các công trường khoan.
Thiết bị kiểm tra áp suất và đồng hồ đo mật độ vật liệu lấp đầy kết nối với router thông qua các cổng LAN chuyên dụng.
Do đó đảm bảo truyền thông ổn định với độ trễ thấp cho những cảm biến quan trọng này.
Kết nối có dây đặc biệt quan trọng đối với các thiết bị đo lường vì loại bỏ nhiễu sóng không dây có thể làm sai lệch số liệu áp suất hoặc mật độ.
Trong khi đó, một switch ngoại vi kết nối với hệ thống qua Wi-Fi và phản hồi các lệnh được truyền thông qua giao thức MQTT.
Đây là một chuẩn truyền tin nhẹ được thiết kế riêng cho ứng dụng IoT nơi băng thông có thể hạn chế và độ tin cậy kết nối thay đổi.
Cách tiếp cận có dây cho cảm biến quan trọng, không dây cho thiết bị phụ trợ – thể hiện sự hiểu biết sâu sắc về thiết kế mạng công nghiệp.
Kỹ thuật viên tại hiện trường có thể truy cập ngay vào giao diện người-máy (HMI) của thiết bị sử dụng laptop hoặc smartphone thông thường kết nối với mạng Wi-Fi của router.
Khả năng truy cập cục bộ này giúp người vận hành xác minh số liệu cảm biến, điều chỉnh thông số hiệu chuẩn hoặc khắc phục sự cố mà không làm gián đoạn đường truyền dữ liệu lên đám mây.
Kiến trúc này thực sự tạo ra hai tầng vận hành: mạng chẩn đoán cục bộ và mạng báo cáo đám mây.
Mỗi tầng được tối ưu hóa cho mục đích riêng.
Ví dụ: Tại một dự án khoan địa nhiệt ở miền Bắc Việt Nam, kỹ sư có thể đứng ngay bên giàn khoan, dùng tablet kết nối Wi-Fi để kiểm tra áp suất theo thời gian thực.
Nếu phát hiện bất thường, họ điều chỉnh ngay mà không cần báo cáo về văn phòng hay chờ dữ liệu từ đám mây trả về.
Làm giàu dữ liệu và tích hợp đám mây
Dữ liệu cảm biến thô chỉ trở nên thực sự có giá trị khi đi kèm thông tin ngữ cảnh giúp diễn giải và xác minh tuân thủ quy định.
Module GPS tích hợp sẵn của RUT956 giải quyết nhu cầu này qua tự động làm giàu mỗi bộ dữ liệu với tọa độ khoan chính xác.
Khả năng định vị địa lý biến đổi các phép đo áp suất và mật độ đơn giản thành hồ sơ có tham chiếu địa lý.
Từ đó có thể lập bản đồ, phân tích không gian và đối chiếu với khảo sát địa chất hoặc định nghĩa ranh giới quản lý.
Tích hợp dữ liệu vị trí phục vụ nhiều mục đích vượt xa lưu trữ đơn thuần.
Nó giúp công ty khoan xác minh hoạt động vẫn nằm trong khu vực được phép.
Bên cạnh đó còn hỗ trợ tương quan điều kiện dưới mặt đất với địa lý bề mặt, và tạo chuỗi kiểm tra mà cơ quan quản lý có thể dùng để xác nhận tuân thủ các khu bảo vệ môi trường.
Hơn nữa, dấu thời gian GPS đồng bộ với dữ liệu đo lường cung cấp bằng chứng không thể chối cãi về thời điểm và địa điểm các hoạt động khoan cụ thể diễn ra.
Điều tnày rở nên cực kỳ quan trọng trong trường hợp tranh chấp hoặc điều tra sự cố.
Kết nối đến HPT-Cloud diễn ra thông qua công nghệ LTE Cat 4.
Vì vậy cung cấp tốc độ tải xuống lên đến 150 Mbps và tải lên 50 Mbps.
Tốc độ này quá đủ để truyền dữ liệu cảm biến, tọa độ GPS và siêu dữ liệu vận hành theo thời gian thực.
Đường truyền di động loại bỏ sự phụ thuộc vào hạ tầng internet cố định có thể không tồn tại tại các địa điểm khoan xa xôi.
Khi dữ liệu đến nền tảng đám mây, các module chuyên biệt (HPT-Pressure, HPT-Density và HPT-Track) tổ chức và lưu trữ dữ liệu trong cơ sở dữ liệu chuyên dụng được tối ưu hóa cho từng loại dữ liệu.
Kiến trúc đám mây tạo điều kiện truy cập dựa trên vai trò phục vụ hiệu quả các bên liên quan khác nhau.
Công ty khoan có thể thêm thông số công việc mới, truy xuất dữ liệu lịch sử để phân tích hiệu suất và giám sát nhiều giàn khoan đồng thời từ bảng điều khiển trung tâm.
Cơ quan quản lý nhận báo cáo đo lường đã xác minh tự động, loại bỏ chậm trễ và sai sót tiềm ẩn liên quan đến nộp báo cáo thủ công.
Hệ thống về cơ bản chuyển đổi hoạt động khoan truyền thống vốn khó định lượng thành quy trình minh bạch, được giám sát liên tục để xây dựng niềm tin giữa tất cả các bên tham gia.
Ví dụ: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh có thể truy cập dashboard để theo dõi 15 giàn khoan đang hoạt động trong địa phận, xác minh tất cả đều nằm trong vùng cấp phép và không xâm phạm vùng đệm của khu bảo tồn thiên nhiên cách đó 500m.
Khung bảo mật và quản lý từ xa
Hệ thống điều khiển công nghiệp là mục tiêu hấp dẫn đối với tấn công mạng.
Do đó kiến trúc bảo mật trở nên quan trọng ngang khả năng chức năng.
RUT956 triển khai nhiều lớp phòng thủ bắt đầu với mã hóa WPA3 cho kết nối Wi-Fi.
Nó cung cấp khả năng bảo vệ mạnh mẽ hơn đáng kể chống lại bẻ khóa mật khẩu và tấn công vét cạn so với chuẩn WPA2 cũ.
Điều này đặc biệt quan trọng trong môi trường khoan nơi công nhân tạm thời hoặc nhà thầu phụ có thể yêu cầu truy cập mạng, tạo ra các lỗ hổng bảo mật tiềm tàng.
Tường lửa tích hợp của router giám sát toàn bộ lưu lượng vào ra để chặn các nỗ lực kết nối đáng ngờ trước khi chúng tiếp cận thiết bị đo lường dễ bị tấn công.
Tính năng danh sách trắng giúp quản trị viên tạo danh sách rõ ràng các địa chỉ IP và tên miền được phê duyệt.
Vì vậy đảm bảo hệ thống chỉ có thể giao tiếp với dịch vụ đám mây và nền tảng quản lý được ủy quyền.
Cách tiếp cận này an toàn hơn nhiều so với danh sách đen khi luôn cố gắng chặn các mối đe dọa đã biết nhưng chắc chắn bỏ sót các vector tấn công mới.
Truy cập từ xa diễn ra thông qua đường truyền VPN mã hóa tạo kênh an toàn cho hoạt động giám sát và bảo trì.
Khả năng này cải thiện hiệu quả vận hành khi chuyên gia kỹ thuật có thể chẩn đoán lỗi cảm biến, cập nhật firmware hoặc cấu hình lại thông số mạng mà không cần di chuyển đến địa điểm khoan xa xôi.
Quy tắc chuyển tiếp cổng được kiểm soát chặt chẽ để ngăn chặn truy cập trái phép thông qua dịch vụ mạng và cập nhật firmware chỉ được áp dụng khi cần thiết thay vì tự động.
Đây là một lựa chọn có chủ ý ưu tiên sự ổn định vận hành hơn là có phiên bản phần mềm mới nhất tuyệt đối.
Ví dụ: Kỹ sư hệ thống tại Hà Nội có thể truy cập VPN vào router của giàn khoan tại Quảng Ninh lúc 2 giờ sáng khi nhận cảnh báo lỗi cảm biến.
Sau đó khởi động lại thiết bị và khôi phục hoạt động trong 10 phút thay vì phải cử người đi công tác mất 4-5 giờ.
Lợi ích vận hành và giảm thiểu rủi ro
Chuyển đổi từ ghi nhật ký thủ công sang thu thập tự động mang lại cải thiện có thể định lượng được trên nhiều khía cạnh vận hành.
Nhật ký đo lường tự động loại bỏ lỗi phiên âm xảy ra khi kỹ thuật viên ghi tay số liệu cảm biến vào sổ ghi chép hoặc bảng tính.
Tỷ lệ lỗi của con người trong nhập dữ liệu thủ công thường dao động 1-5%.
Tỷ lệ này có vẻ nhỏ nhưng có thể gây hậu quả nghiêm trọng khi những lỗi đó ảnh hưởng đến quyết định về an toàn liên quan đến áp suất khoan hoặc độ toàn vẹn vật liệu lấp đầy.
Khả năng truy xuất nguồn gốc đầy đủ có nghĩa mỗi điểm dữ liệu có thể truy vết ngược về cảm biến nguồn, dấu thời gian chính xác và tọa độ GPS.
Do đó tạo chuỗi bằng chứng có thể kiểm tra đáp ứng yêu cầu quản lý và hỗ trợ hệ thống quản lý chất lượng được chứng nhận theo ISO 9001 hoặc các chuẩn tương tự.
Khi cơ quan quản lý yêu cầu báo cáo, hệ thống có thể tự động tạo báo cáo với tất cả phép đo bắt buộc, bằng chứng vị trí và xác minh dấu thời gian.
Vì thế giảm thời gian báo cáo từ nhiều ngày xuống còn vài phút.
Giảm chi phí xuất hiện dưới nhiều hình thức.
Ít chuyến đi thực địa để thu thập dữ liệu hơn nghĩa là chi phí đi lại thấp hơn và phát thải từ phương tiện giảm.
Khả năng chẩn đoán từ xa có nghĩa nhiều vấn đề kỹ thuật có thể được giải quyết mà không cần cử nhân viên chuyên môn.
Do đó cắt giảm cả chi phí trực tiếp lẫn chi phí cơ hội từ thời gian ngừng hoạt động của giàn khoan.
Phát hiện sớm giá trị áp suất bất thường nhờ giám sát liên tục thay vì kiểm tra thủ công định kỳ sẽ ngăn chặn sự cố phun trào và các hỏng hóc thảm khốc khác gây thiệt hại lớn cho dọn dẹp, phạt quản lý và thiệt hại uy tín.
Giám sát liên tục mật độ vật liệu lấp đầy đảm bảo các lỗ khoan bị bỏ hoang được niêm phong đúng cách, bảo vệ tài nguyên nước ngầm và ngăn chặn sụt lún đất.
Giám sát theo thời gian thực mang lại sự tự tin cho nhà quản lý dự án khi nghĩa vụ bảo vệ môi trường đang được thực hiện ngay cả tại các địa điểm khoan xa xôi, không giám sát.
Sự minh bạch được tạo ra bởi dữ liệu có thể truy cập qua đám mây xây dựng niềm tin của các bên liên quan trong số cơ quan quản lý, nhóm vận động môi trường và cộng đồng gần khu vực khoan.
Ví dụ: Một công ty khoan tại Việt Nam giảm được 60% chi phí đi công tác và phát hiện sớm một điểm áp suất vượt ngưỡng an toàn 15% tại một giếng khoan ở vùng núi.
Họ đã dừng hoạt động kịp thời trước khi xảy ra sự cố nghiêm trọng có thể tốn 2 tỷ đồng khắc phục.
Tích hợp hệ thống và khả năng mở rộng
Điểm mạnh thực sự của kiến trúc nằm ở cách nó cân bằng nhu cầu vận hành ngay lập tức với khả năng mở rộng dài hạn.
Tập trung truyền thông qua một router công nghiệp duy nhất thay vì cung cấp cho mỗi cảm biến modem di động riêng giúp HPT Solutions AG giảm thiểu chi phí kết nối và đơn giản hóa quản lý mạng.
Thêm cảm biến mới vào hệ thống chỉ cần kết nối chúng vào các cổng LAN khả dụng hoặc cấu hình trên mạng Wi-Fi – không cần đăng ký di động bổ sung hay lắp đặt router thêm.
Lựa chọn giao thức MQTT đặc biệt chiến lược cho khả năng mở rộng.
Mô hình xuất bản-đăng ký của MQTT có nghĩa nhiều dịch vụ đám mây hoặc nền tảng phân tích có thể đăng ký cùng luồng dữ liệu cảm biến mà không cần thay đổi hạ tầng tại công trường khoan.
Nếu công ty khoan quyết định triển khai phân tích bảo trì dự đoán hoặc tích hợp dữ liệu khoan với hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp, những bổ sung này xảy ra ở cấp đám mây thay vì yêu cầu sửa đổi thiết bị hiện trường.
Mở rộng trong tương lai có thể bao gồm các loại cảm biến bổ sung, màn hình rung động để phát hiện mài mòn mũi khoan, camera nhiệt để giám sát tình trạng thiết bị, hoặc cảm biến môi trường để tuân thủ bụi và tiếng ồn.
Khả năng xử lý và băng thông kết nối của RUT956 có thể đáp ứng những bổ sung này mà không cần nâng cấp phần cứng.
Kiến trúc linh hoạt sẽ bảo vệ khoản đầu tư ban đầu bằng cách đảm bảo hệ thống có thể phát triển khi yêu cầu vận hành thay đổi hoặc các yêu cầu bắt buộc quản lý mới xuất hiện.
Ví dụ: Một dự án khoan có thể bắt đầu với 3 cảm biến cơ bản, sau 6 tháng bổ sung thêm 5 cảm biến giám sát môi trường để đáp ứng quy chuẩn mới của Bộ Tài nguyên và Môi trường mà không cần đầu tư thêm router hay thay đổi cấu trúc mạng hiện tại.
Có thể bạn quan tâm
Liên hệ
Địa chỉ
Tầng 3 Toà nhà VNCC 243A Đê La Thành Str Q. Đống Đa-TP. Hà Nội
