1. خلفية المشروع
تُعدّ المملكة العربية السعودية أكبر منتج ومصدّر للنفط في العالم، مما يجعل إدارة السلامة في قطاع النفط والغاز فيها أمراً بالغ الأهمية. فخلال عمليات استخراج النفط وتكريره ونقله، قد تنطلق غازات قابلة للاشتعال (مثل الميثان والبروبان) وغازات سامة (مثل كبريتيد الهيدروجين)، الأمر الذي يستلزم استخدام أجهزة استشعار غازية عالية الموثوقية ومقاومة للانفجار للكشف عن التسريبات ومنع الانفجارات وحوادث التسمم.
2. سيناريوهات التطبيق
قامت شركة أرامكو السعودية بنشر أجهزة استشعار الغاز المقاومة للانفجار في المناطق الرئيسية التالية:
- منصات استخراج النفط والغاز - مراقبة تسربات الغاز القابلة للاشتعال عند رؤوس الآبار وخطوط الأنابيب ومحطات الضغط.
- المصافي – الكشف عن الغازات القابلة للاشتعال والسامة في وحدات الإنتاج وخزانات التخزين ورفوف الأنابيب.
- مرافق تخزين ونقل النفط – ضمان السلامة في مستودعات النفط ومحطات الغاز الطبيعي المسال وخطوط الأنابيب.
- مصانع البتروكيماويات – مراقبة في الوقت الحقيقي للغازات عالية الخطورة مثل الإيثيلين والبروبيلين.
3. حلول تكنولوجيا الاستشعار
1. أنواع الحساسات
| نوع المستشعر | الغازات المكتشفة | تصنيف مقاومة الانفجار | بيئة التشغيل |
|---|---|---|---|
| حبة محفزة (بيليستور) | الميثان، البروبان (قابل للاشتعال) | Ex d IIC T6 | درجة حرارة عالية، رطوبة عالية |
| الكهروكيميائية | كبريتيد الهيدروجين، أول أكسيد الكربون (سامان) | Ex ia IIC T4 | البيئات المسببة للتآكل |
| الأشعة تحت الحمراء (NDIR) | CO₂، CH₄ (بدون تلامس) | Ex d IIB T5 | المناطق الخطرة |
| أشباه الموصلات | المركبات العضوية المتطايرة | Ex nA IIC T4 | مصافي النفط، مصانع الكيماويات |
2. بنية النظام
- شبكة الاستشعار الموزعة: يتم نشر عقد استشعار متعددة في المناطق الحرجة للمراقبة القائمة على الشبكة.
- الإرسال اللاسلكي (LoRa/4G): نقل البيانات في الوقت الفعلي إلى غرفة تحكم مركزية.
- تحليل بيانات الذكاء الاصطناعي: يتنبأ بمخاطر التسرب باستخدام البيانات التاريخية ويطلق الإنذارات التلقائية والاستجابات الطارئة.
4. نتائج التنفيذ
- انخفاض معدلات الحوادث: من عام 2020 إلى عام 2023، انخفضت حوادث تسرب الغاز القابل للاشتعال في منشآت النفط السعودية بنسبة 65٪.
- وقت استجابة أسرع: تتلقى فرق الطوارئ التنبيهات في غضون 30 ثانية وتبدأ في اتخاذ التدابير المضادة.
- تكاليف الصيانة المُحسّنة: تعمل أجهزة الاستشعار ذاتية المعايرة على تقليل وتيرة الفحص اليدوي.
- الامتثال للمعايير العالمية: يفي بشهادات ATEX و IECEx المقاومة للانفجار.
5. التحديات والحلول
| تحدي | حل |
|---|---|
| تؤدي درجات الحرارة المرتفعة في الصحراء إلى تقليل عمر المستشعر | مستشعرات مقاومة لدرجات الحرارة العالية (-40 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية) مع أغلفة واقية |
| تسبب التركيزات العالية من كبريتيد الهيدروجين تسمم المستشعرات | مستشعرات كهروكيميائية مضادة للتسمم مع تنظيف تلقائي |
| نقل البيانات عن بعد غير مستقر | النسخ الاحتياطي عبر شبكة الجيل الرابع والأقمار الصناعية لضمان عدم فقدان البيانات. |
| تركيب معقد في المناطق الخطرة | مستشعرات آمنة جوهريًا (Ex ia) لتسهيل النشر |
6. التنمية المستقبلية
- الصيانة التنبؤية باستخدام الذكاء الاصطناعي: تحليل بيانات المستشعرات للتنبؤ بأعطال المعدات.
- دوريات الطائرات بدون طيار + أجهزة الاستشعار الثابتة: توسيع نطاق المراقبة ليشمل آبار النفط البعيدة.
- تسجيل بيانات البلوك تشين: يضمن سجلات غير قابلة للتلاعب لأغراض التحقيق في الحوادث.
- التكيف في صناعة الهيدروجين: تطوير أجهزة استشعار مقاومة للانفجار لإنتاج الهيدروجين الأخضر/الأزرق.
7. الخاتمة
بفضل استخدام أجهزة استشعار الغاز عالية الدقة والمقاومة للانفجار، عززت صناعة النفط في المملكة العربية السعودية بشكل ملحوظ سلامة العمليات، واضعةً معياراً عالمياً في هذا المجال. ومع المزيد من دمج تقنيات إنترنت الأشياء والذكاء الاصطناعي، ستواصل هذه التقنية تحسين إدارة المخاطر في قطاع النفط والغاز.
لمزيد من المعلومات حول مستشعرات الغاز معلومة،
يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
موقع الشركة الإلكتروني:www.hondetechco.com
الهاتف: +86-15210548582
تاريخ النشر: 12 أغسطس 2025