رباتیک و اتوماسیون در صنعت نفت و گاز
ربات‌ها از دهه 1950 میلادی در صنعت نفت و گاز به کار گرفته شده‌اند و امروزه در تمام جنبه‌های این صنعت حضور دارند. خودکار شدن فرآیندها با کمک ربات‌ها باعث بهبود عملیات، کاهش هزینه‌ها، افزایش ایمنی و بهبود عملکرد دارایی‌های سرمایه‌بر مانند سکوها و خطوط لوله شده است. اکنون ربات‌های متخصص برای وظایف مختلفی مانند حفاری، جوشکاری، نگهداری و تعمیرات، بازرسی و نظارت ساخته می‌شوند. امروزه با ارزان‌تر، هوشمندتر و انعطاف‌پذیرتر شدن ربات‌ها، علاقه به آن‌ها در این صنعت افزایش یافته و همکاری‌های بیشتری بین شرکت‌های نفت و گاز و کسب‌وکارهای فناوری صورت می‌گیرد. فناوری‌های جدیدی مانند هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء باعث ایجاد ربات‌های هوشمندتر و توانمندتر در انجام وظایف پیچیده‌تر می‌شوند که هزینه‌ها را کاهش داده و ایمنی را بهبود می‌بخشند [1]. شکل شماره 1 گزارش مجمع جهانی اقتصاد (WEF) در مورد رشد فناوری‌های مختلف در این صنعت را نمایش می‌دهد [2].
با رویارویی اپراتورهای نفت و گاز با افزایش تقاضا برای افزایش بهره‌وری و بهبود ایمنی، علم رباتیک با پتانسیل خود برای ساده‌سازی عملیات، کاهش هزینه‌ها و کاهش نیاز به حضور انسان‌ها در موقعیت‌های خطرناک مانند بررسی گازهای سمی، اطفای حریق و نظارت بر نشت نفت، راه‌حل‌هایی ایده‌آل ارائه کرده است. بهبودهای اخیر در حسگرها، روش‌های حرکتی، ناوبری و نرم‌افزارها، صنعت رباتیک را متحول کرده است. ربات‌ها در همه عملیات‌ها، از میدان نفتی تا خطوط لوله، پالایشگاه و حتی زیر دریا استفاده می‌شوند. آن‌ها می‌توانند وظایف روزمره و تکراری مانند بررسی تجهیزات و خواندن سنجه‌ها را با دقت بیشتری نسبت به انسان انجام دهند [1]. در شکل شماره 2 محاسن استفاده از رباتیک در صنعت نفت و گاز را مشاهده می‌نمائید [3].
ربات‌ها به طرق مختلفی استفاده می‌شوند؛ برخی ثابت بوده و نیازی به حرکت ندارند، اما برخی دیگر از طرق دیگری چون چرخ‌ها، چرخ زنجیری (شنی)، چسبنده‌ها (مغناطیسی، پنوماتیک و زیست‌تقلید) و غیره حرکت می‌کنند. انواع رایج ربات‌های فعال در این صنعت عبارتند از:
- پهپادها (Drones) که برای بازرسی، نظارت و پایش از راه دور استفاده می‌شوند. آن‌ها نیاز به کار در ارتفاع یا در فضاهای محدود و قرار گرفتن در معرض مواد خطرناک را کاهش می‌دهند و با حذف نیاز به داربست‌ها، سبب کاهش هزینه‌ها نیز می‌شوند.
- وسایل نقلیه کنترل از راه دور (ROVs) ربات‌های زمینی هستند که می‌توانند نقش‌هایی مانند اطفای حریق یا نظارت بر تجهیزات را به عهده بگیرند. انواع زیردریایی ROVها معمولاً مجموعه‌ای از تجهیزات جمع‌آوری داده شامل دوربین‌های فیلمبرداری و حسگرهای لیزری را حمل می‌کنند. آن‌ها می‌توانند بدون نیاز به کشتی‌های پشتیبانی گران‌قیمت عمل کنند و به طور معمول برای بازرسی، تعمیر، جوشکاری و تمیزکاری زیرآبی استفاده می‌شوند و نیاز به غواصان انسانی را کاهش می‌دهند.
- وسایل نقلیه خودران (Autonomous vehicle) نیز در انواع روزمینی و زیرآبی وجود دارند. خودران‌های زیرآبی از رانشگرهای کنترلی برای شنا در اطراف دکل‌ها و خطوط لوله زیرآبی استفاده می‌کنند و بازرسی و برخی وظایف نگهداری را انجام می‌دهند. خودران‌های روزمینی شامل پهپادها و ربات‌هایی هستند که می‌توانند در اطراف دکل یا سکوی نفتی برای اندازه‌گیری دما حرکت کنند، نشانگرها را بخوانند و تجهیزات را بازرسی کنند و همچنین در فضاهای تنگ حرکت کرده و حتی از پله‌ها بالا بروند.
- نوع دیگر ربات‌ها، «ربات‌های خط لوله» هستند که در دو نوع متصل با کابل و باتری‌دار ساخته شده‌اند. برخی برای بازرسی وضعیت داخلی لوله و جوش‌ها از طریق چرخ‌ها و یا میل‌های فشار حرکت می‌کنند. لازمه حرکت بعضی از این ربات‌ها، خشک بودن لوله‌ها است و برخی دیگر می‌توانند داخل نفت، گاز و رسوبات حرکت کنند.
- آخرین نوع با نام «ربات‌های ثابت» معمولاً سیستم‌های نیمه‌خودرانی هستند که به اپراتورهای انسانی در وظایفی مانند بارگیری لوله‌ها، جوشکاری و لوله‌گذاری کمک می‌کنند [1].
امروزه شرکت‌های نفت و گاز با هدف ساده‌سازی، کارآمدتر و ارزان‌تر کردن تأسیسات، مشتاق به افزایش بکارگیری اتوماسیون از طریق تحقیق و توسعه هستند [1]. شکل شماره 3 روند رو‌به‌رشد بازار اتوماسیون در صنعت نفت و گاز از سال 2018 تا 2030 میلادی را نشان می‌دهد [4].
رباتیک و اتوماسیون در صنعت نفت و گاز به عنوان راهکارهای نوآورانه برای مواجهه با چالش‌های پیچیده این صنعت شناخته می‌شوند. با افزایش هزینه‌های عملیاتی، نگرانی‌های زیست‌محیطی و نیاز به بهبود ایمنی و کارآیی، این فناوری‌ها نقش کلیدی در بهبود عملکرد و کاهش مخاطرات انسانی ایفا می‌کنند. این فناوری‌ها از طریق بازرسی و نگهداری خودکار تجهیزات به‌طور قابل‌توجهی عملیات نفت و گاز را بهبود می‌بخشند. با پیشرفت‌های روزافزون در حسگرها، موتورها و سیستم‌های ناوبری، انتظار می‌رود که نقش رباتیک و اتوماسیون در این صنعت بیشتر از پیش تقویت شود.
منابع: