1. خلفية المشروع
المملكة العربية السعودية هي أكبر منتج ومصدر للنفط في العالم، مما يجعل إدارة السلامة في صناعة النفط والغاز أمرًا بالغ الأهمية. أثناء استخراج النفط وتكريره ونقله، قد تنطلق غازات قابلة للاشتعال (مثل الميثان والبروبان) وغازات سامة (مثل كبريتيد الهيدروجين، H₂S)، مما يتطلب أجهزة استشعار غاز عالية الموثوقية ومقاومة للانفجار للكشف عن التسريبات ومنع الانفجارات وحوادث التسمم.
2. سيناريوهات التطبيق
قامت أرامكو السعودية بنشر أجهزة استشعار الغاز المقاومة للانفجار في المناطق الرئيسية التالية:
- منصات استخراج النفط والغاز - مراقبة تسربات الغاز القابلة للاشتعال في رؤوس الآبار وخطوط الأنابيب ومحطات الضواغط.
- 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 الغازات عالية الخطورة مثل الإيثيلين والبروبيلين في الوقت الفعلي.
3. حلول تكنولوجيا الاستشعار
1. أنواع المستشعرات
| نوع المستشعر | الغازات المكتشفة | تصنيف مقاومة الانفجار | بيئة التشغيل |
|---|---|---|---|
| حبة تحفيزية (بيليستور) | الميثان والبروبان (قابل للاشتعال) | Ex d IIC T6 | درجة حرارة عالية ورطوبة عالية |
| كهروكيميائية | H₂S، CO (سام) | 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 (VOCs) | Ex nA IIC T4 | المصافي والمصانع الكيميائية |
2. هندسة النظام
- شبكة استشعار موزعة: يتم نشر العديد من عقد الاستشعار في المناطق الحرجة للمراقبة القائمة على الشبكة.
- النقل اللاسلكي (LoRa/4G): نقل البيانات في الوقت الفعلي إلى غرفة التحكم المركزية.
- تحليل بيانات الذكاء الاصطناعي: يتنبأ بمخاطر التسرب باستخدام البيانات التاريخية ويطلق الإنذارات التلقائية واستجابات الطوارئ.
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 المثلى: تعمل أجهزة الاستشعار ذاتية المعايرة على تقليل تكرار التفتيش اليدوي.
- التوافق مع المعايير العالمية: يلبي شهادات مقاومة الانفجار ATEX و IECEx.
5. التحديات والحلول
| تحدي | حل |
|---|---|
| درجات الحرارة المرتفعة في الصحراء تقلل من عمر المستشعر | أجهزة استشعار مقاومة لدرجات الحرارة العالية (-40 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية) مع علب واقية |
| تركيزات عالية من H₂S تسبب تسمم المستشعر | أجهزة استشعار كهروكيميائية مضادة للتسمم مع التنظيف التلقائي |
| نقل البيانات عن بعد غير مستقر | نسخ احتياطي عبر الأقمار الصناعية بتقنية 4G لضمان عدم فقدان البيانات |
| التركيب المعقد في المناطق الخطرة | أجهزة استشعار آمنة جوهريًا (Ex ia) لتسهيل النشر |
6. التطوير المستقبلي
- الصيانة التنبؤية باستخدام الذكاء الاصطناعي: تحليل بيانات المستشعر للتنبؤ بفشل المعدات.
- دوريات الطائرات بدون طيار + أجهزة استشعار ثابتة: توسيع نطاق المراقبة إلى آبار النفط النائية.
- تسجيل بيانات Blockchain: يضمن سجلات خالية من العبث للتحقيقات في الحوادث.
- تكيف صناعة الهيدروجين: تطوير أجهزة استشعار مقاومة للانفجار لإنتاج الهيدروجين الأخضر/الأزرق.
7. الخاتمة
بفضل استخدام أجهزة استشعار غاز عالية الدقة ومقاومة للانفجار، عزز قطاع النفط السعودي السلامة التشغيلية بشكل ملحوظ، مُرسيًا بذلك معيارًا عالميًا. ومع تزايد تكامل إنترنت الأشياء والذكاء الاصطناعي، ستواصل هذه التقنية تحسين إدارة المخاطر في قطاع النفط والغاز.
لمزيد من المعلومات حول مستشعر الغاز معلومة،
يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
موقع الشركة:www.hondetechco.com
هاتف: +86-15210548582
وقت النشر: ١٢ أغسطس ٢٠٢٥