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   第6版:中国石化报06版
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2024年07月29日 来源: 中国石化报  作者: 徐永国 于 佳
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    什么是数字孪生?

    数字孪生是一种充分利用物联网、大数据、云计算、人工智能等先进技术,为现实世界的实体对象、系统或流程创建精确的虚拟模型的过程。这个虚拟模型就像实体的孪生兄弟,能实时反映其状态、行为和变化,甚至预测未来趋势。数字孪生的核心原理是数据驱动,通过收集、整合并分析实体对象的各种数据,构建动态、多维、高保真的数字模型,实现虚实之间的双向反馈与联动。

    数字孪生体通用的技术架构主要由物理层(感知层)、数据层、模型层、功能层组成,各行各业的应用层建立在数字孪生技术架构之上,油气田数字孪生体是其中一类,根据实际需求开发设计应用场景。

    油气企业如何在生产中应用数字孪生技术?

    近年来,在全球能源变革、国际政治经济形势多变的格局下,随着物联网、大数据、人工智能等新一代技术的广泛开发应用,智能油田、未来油田等建设力度进一步加大,以期重塑未来发展优势,数字孪生技术得到发展和应用。

    数字孪生在油气田的深度应用,将在勘探开发一体化、地面地下一体化、设计-采购-施工-运维全生命周期一体化等方面,融入油田开发、生产、运营的全过程,从而提高油气田的经济效益、环保效益、安全效益。

    bp公司的数字孪生系统APEX作为一种生产优化工具,创建了该公司全球所有生产系统的虚拟副本,仅2017年,应用该系统就提高油气日产量3万桶。APEX能够在可能影响生产之前发现现场问题,可用于测试“假设”场景;通过将模型与实际数据配对,可以快速检测异常情况,并模拟不同的程序,调整各种组件以确保最佳解决方案。

    2020年,瑞士Akselos公司为壳牌的一个浮式生产储卸油轮部署了结构化数字孪生技术,实现优先检查、维护和修理的关键区域,减少了操作员工的数量,降低在难以到达的区域(例如货油舱)进行物理检查的必要性,并为针对极端天气和资产修改的场景规划提供支持。

    国内油气企业积极利用大数据、物联网、AI等新技术开展数字化、智能化建设工作。中国海油在建立智能海洋平台的基础上,在工艺流程动态模拟仿真方面进行实践,并取得诸多成果;中国石油智能管道数字孪生建设效果突出,场站部分已建设应用场景并进行工程试点;国家管网侧重智慧管网建设,并依托科研项目开展技术攻关,打造智慧管网数字孪生体。

    (徐永国 于 佳 提供)

 

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