1．人工智能会让钻井工人失业吗？
随着科学技术的进一步发展，20世纪六七十年代钻井逐步进入了自动化时代，但目前仍存在大量的繁重体力劳动、不安全因素和数据查找分析工作；近十几年来，随着信息化技术的飞速发展，人工智能应用到钻井现场，替代了人们的若干工作，减少了大量繁重的体力劳动。
这里以钻井现场上较为重要的钻井液处理为例说明人工智能对于钻井作业的影响。钻井液是钻井作业的“血液”，储存在钻并液罐内的“血液”在钻井泵加压下产生流动，顺着钻井管柱（钻柱）来到井底，高压“血液”的冲击可以助力破裂地下岩石，返出时又可以携带破碎的岩石来到地面，同时可以在井壁形成“泥饼”保护层，防止井壁坍塌和地层污染。
井场现场监督人员过去需要进入井场作业区查看钻井液密度情况，检查配套设备；现在有了物联网＋人工智能，边缘计算上的机器人能自动完成巡检工作。钻井液的巡检主要是核查其配比是否符合设计要求。机器人通过钻井液罐上的检测仪器获取钻井液性能参数及实时曲线、设计要求。当发现钻井液参数不正确或相关设备工作不正常时，检测机器人将异常通过网络传给实时远程作业中心（Real－TimeOperationsCenrer，RTOC）和本地边缘计算控制中心，由控制中心进行处置。
当钻机继续深入，现场机器人从施工设计中获知需要调整钻井液密度后，钻井液旁的机械臂根据操作指令添加材料和用量，配制符合设计要求的钻井液。而在过去，钻井液工每隔两个小时就要去室外测量一次，钻井液性能调整时需要工人手提肩扛药品进行配制。通过人工智能＋边缘计算＋智能控制，传感器替代了人工参数读取，机械手臂替代了人工操作，大大减轻了工人繁重的体力劳动。
钻台上的操作也在发生改变，监测仪器时刻查看着柴油机的运行参数，当运行不正常时会及时报送边缘计算控制中心进行处置。司钻由人工智能替代。由司钻握大刹把改由机械管抱住钻杆，钻杆下部螺纹放进入井钻柱上机械臂内旋转装置将钻杆螺纹上紧在入井钻柱上，这时顶部的驱动装置落下，并和钻杆上部螺纹紧紧地连接在一起。整个钻柱连接好后，驱动装置开始飞速旋转，带动钻柱和钻头在井下旋转。在钻柱自身重力、钻头切削和钻井液冲击作用下，并底地层不断破裂，并深不断增加。以前接一根钻杆需要两三个工人配合，不但耗费体力，而且不时处于危险环境中。现在只要有一部机械臂就可以实现了。
现场都由机械臂代替操作了，钻井工人要失业了吗？答案是否定的。钻井工人被分成了两拨：一拨进入边缘计算控制中心；一拨进入实时操作中心。边缘计算控制中心是整个钻井作业现场的“大脑”核心，采集的地质数据、工程参数、钻井液数据、设备运行数据都在这里汇聚，经过数据清洗后数据会被及时送到云上的RTOC。控制中心的工作人员会对突发、异常情况进行现场处置。
RTOC会集合甲方的地质人员、钻井专家们对正在钻进的井的地质情况、工程情况进行分析，根据现场返回信息及时调整地质认识、更新作业方案、会同油田的指挥中心处置复杂工况和事故。
人工智能钻井节省的是现场繁重的体力劳动，大大增加了对于地质分析和工程分析的工作量，不会让钻并工人失业！只是通过加大地质工程分析工作量，提高了打井的钻遇率和作业效率，提升了钻井工人的技术能力，保障了钻井工人的生产安全，更好地完成钻井工作。
2．大油田大视野——全景指挥中心
2020年，寒潮席卷我国北方，这个冬天比以往来得更猛烈更寒冷。如何让加油站库存充实、每个家庭天然气源源不断，成为摆在石油企业面前的首要问题。石油企业的全景指挥中心已进入战备状态，开始指挥油田的千军万马保障油气供应。
何为全景指挥中心？在电视电影中经常看到这样的场景，公安远程追踪办案，坐镇后方所在指挥大厅，其发挥的作用和全景指挥中心类似。油田全景指挥中心一般会设置一个比较宽广空间，配备一条长20米、30米或50米长的视频墙，汇集公司各项业务的实时信息，囊括从石油地震、测井、钻井、采油、作业、运输、储存、销售、道路、电力等所有业务信息，使用智能模型分析，以文字图像等方式直观展示出来，形成见解和决策，扮演着人的大脑中枢和“千里眼”。人工智能是智慧油田的大脑，而指挥中心能将大脑所做的思考指令发布执行。国外比较出名的莫过于阿布扎比的全景指挥中心，国内大庆油田智慧指挥中心也处于领先水平。
指挥中心有生产动态、油井探测、生产保障、调度运行、视频监控、应急管理、资源共享等功能，基本覆盖油田的全部业务，还有各类应急抢险相关材料，能够实现救援的队伍在哪里、抢险设备在哪里、事故现场在哪里、勘探开发的业务到哪里，指挥中心调度管控就能覆盖到哪里。比如，若想了解某一口正在钻进的油井，它就展示出井口位置地图、井口视频画面、井身设计图纸、井底深度和井场三维画面，还能远程控制现场作业场景。
技术专家在指挥中心能直接远程共享钻井的各种参数，根据地质模型与现场施工状况，实现远程指导现场施工。想要知道原油外输情况，集输站每天能收集多少原油、处理多少原油、油罐库存多少，是否会因为输量太少而引起结蜡和凝管，是否外输达到满负荷运转……类似这些问题，后台模型都能自动分析出来，计划生产多少油量、销售多少，并通过图像直观地展示出来，及时提供给技术专家并助其优化生产方案。
除了保障日常生产正常运行外，指挥中心还能在灾难发生时协调油田内部各方资源、集团公司资源以及社会力量，开展应急抢险。石油企业都配有专业抢险队伍、应急指挥车、无人机或移动手机等，要是发生重大事故，都能够快速建立指挥中心与现场的视频通道。通过现场信息快速定位事件发生地，现场位置红标跳动，周边抢险队伍、应急资源绿标闪动不停，对周边村庄、河流的影响范围一目了然，自动识别出企业救援队伍、抢险车辆到达时间和路线，指挥中心的应急处置小组就能快速地跟现场视频通话了解现状，进行精准的决策部署。指挥中心还有预警预测功能，比如台风、洪水、暴雪、地震等自然灾害来临前，监测画面中就会发出报警提醒，自动监测出影响的区域和业务范围。另外，日常生产运行中对数据进行实时监测，如果走势出现大幅度波动，也会有预警提醒。
全景指挥中心汇聚了各路生产数据，配套有先进的科技设备，在人工智能的支持下高效运转。随着人工智能和科技的进步，未来的全景指挥中心将具有更智能、更超前的属性，能更好地利用这些数据资源，在不断变化的能源格局中释放出更大的价值。
3．智能救援
纵观人类文明发展的历史长河，经济发展和社会进步都与能源息息相关，但是任何能源都是一把“双刃剑”，从人类开始懂得使用“火”，享受由火带来的温暖和美食的同时也面临着烫伤、火灾等事故。随着人类科技水平的提高，开采和利用各类能源的数量在不断增加，推动了人类面貌、社会环境和文明程度快速发展，但也面临能量意外释放造成的破坏性后果越来越严重的问题。人类对石油、天然气的利用过程也面临着同样的风险。一立方米天然气爆炸，大约相当于千分之九吨TNT当量，1千克TNT（三硝基甲苯）足以把一间100平方米的房子完全摧毁。
石油的特性是易燃易爆，一旦发生火灾，常常伴随爆炸，给人民生命财产和环境造成重大影响和破坏。人工智能可以在油气事故处置中发挥重大的作用。
炼化企业作为高温、高压操作条件，使用大量危险化学品的工作场所，更是存在着火灾危险性。一旦发生事故，处置效率至关重要，而在事故发生时的人员疏散是重中之重。通过人工智能生成疏散路线系统，已经被广泛应用于炼化企业的应急演练中。它是基于地理信息系统（GIS）、三维模拟现实和增强现实技术，应用人员疏散智能计算模型实现的危害泄漏场景下人员逃生路线生成系统。在应急演练过程中，工作人员听到警报声后，通过石化车间调度大屏幕显示的化工装置发生闪爆事故，并伴随有毒有害气体泄漏。车间人员立刻拿起应急包，掏出防爆移动终端，点击危害智能疏散图标，防爆终端显示屏上自动出现了化工车间的三维模型和发生闪爆事故的设备位置。根据石化车间的工艺模型和物联参数等，系统自动计算出可能造成的危害范围、释放的有毒有害气体和按照时间轴的扩散路径。系统根据传感器采集的现场灾害数据，确定时间、空间离散度等基本参量，选取人员疏散行为策略，模拟危害泄漏场景下人员的行为反应，生成人员疏散路线，指导石化车间人员逃生。同时，也为应急消防救援指挥等提供支持。
除了炼化企业外，人工智能在钻井现场紧急救援中也能发挥重要作用。假设在烈日炎炎的戈壁滩上，繁忙的井场发出一声巨响，井喷了。面临喷射到几十米高空的油柱、火焰和能致人失聪的高分贝噪声，工作人员站在远离井场的安全距离内，操控智能救援机器人携带压井工具开展救援作业。人工智能救援机器人的投用大大降低了工作人员开展抢险救援的风险。
智能救援机器人是一个基于后台智能计算和前端智能设备的综合体。它身怀“十八般武艺”，井场大数据应急演练场景、井场三维模型和井筒压力计算模型、事故综合分析模型，是智能机器人的大脑，能够指挥机器人按照最佳救援路径、最佳操作方式开展救援作业。智能救援机器人搭载可视化采集设备，可以全面将事故现场的情况传送回后方指挥部，支持应急指挥官开展救援指挥，对事故现场环境进行全面的分析评估。智能机器人操作人员可以基于这些分析结果进行远程操控，将具体的救援操作指令下达给智能救援机器人，智能机器人收到指令后便迅速开始进行压井作业。智能救援机器人具有一副“金刚不坏之身”，红外线是它的火眼金睛，可以克服现场蒸汽、浓烟对救援作业的影响而进行精准作业。它不怕高温、高压和高噪声，能够达到救援人员无法达到的狭小空间。深度学习能力赋予智能机器人自主救援的能力，通过各类传感器和分析数据，智能机器人能够在不依靠外协操作人员的情况下开展独立判断，根据环境的变化改变救援路线、计算决定最大效率的救援计划，甚至还能够与生命探索和生命救援系统集成，通过各种传感器确定伤员情况，在灾难现场进行人员急救，以挽救伤员性命。
人工智能带来的智能救援能力能快速处置事故，从而更好地保障生命安全、减少环境污染。
4．智能监控预警
炼化企业事故大多由人的不安全行为、物的不安全状态和环境的不安全因素这三类原因导致。根据国际先进安全管理理论和方法，结合国家安全监管的特点和炼油化工企业安全管理实际情况，信息技术人员借助人工智能技术，以系统化的安全咨询方案为基础，针对炼化企业安全风险特点，依托智慧炼油厂建设，有针对性地开发出各种高科技系统，让电脑帮助人们开展烦琐的应对风险的工作。智能监控预警这个“隐身人”让隐藏很深的风险“缴械投降”。它有哪些秘密武器呢？
第一个武器是报警。
装置生产时，控制生产的工控系统时时产生大量报警信息，比如锅炉汽包工作压力的工艺参数高限设定为3．7兆帕，检测压力的传感器一旦测定出压力高于3．7兆帕，就会产生压力高报警。如果报警信息没有被发现，压力持续升高，汽包就有爆炸的风险。一旦爆炸，将会造成巨大财产损失，甚至人员伤害。这些报警信息，内容庞杂，形式多样。信息技术人员开发出先进报警管理平台，让“隐身人”先对报警信息进行整理、分析、过滤和优化，建立报警台账、对报警进行统计分析，优化报警数据，同时在网络平台上实现报警的关键绩效指标（KPI）展示和报警参数的实时比对，减少干扰报警。“隐身人”对报警进行分级管理，实现关键报警5％、重要报警15％、普通报警80％的分布。对于一些关键参数的报警，“隐身人”采用声、光等形式提醒操作人员注意，必要时“隐身人”还采取联锁措施，直接切除引起报警的因素，甚至停止设备运转，防止风险扩大。“隐身人”还有定制化报表查询功能，管理人员可以将报表导出来，进一步进行分析，为下一步应对风险积累数据和经验。
压缩机和机泵是炼油厂的心脏。技术人员开发出“动设备智能监测预警系统”，“隐身人”在线监控着300台、无线监控着131台压缩机和机泵。“隐身人”对它们的健康状态、故障情况、振动大小都了如指掌。如果它们哪一台偏离了正常工况，说明它们有可能“生病”了。“隐身人”就立即发出预警，工程技术人员就重点关注这台设备，必要时停下来检修，从而降低设备突然失效带来的风险。“隐身人”就是每台设备量身定制的“专职健康顾问”，是炼油厂大机组和机泵的忠实护卫者。
炼油厂有大量视频监控摄像头。原来这些摄像头需要人工监控，一个装置有几十个摄像头，监控人员工作量大，责任心要求高，晚上和气象条件不佳时，监控摄像头的清晰度和监控效果大受影响。借助视觉识别技术，应用垂直场景深度学习和视觉行为分析算法，信息技术人员为监控摄像头安上人工智能的翅膀，开发出视频监控行为分析系统。在目标区域，全覆盖布设视觉传感器，精确跟踪和定位视频画面，实时监控和分析视频画面，智慧识别着火、烟雾和人的不安全行为，一旦发现视频画面有异常，马上发出警报。
“隐身人”能对烟火、脱岗、睡岗和监控区域的周界异常发出预警，让现场异常风险无处躲藏，也让岗位的不安全行为得到有效控制，实现现场风险管理“实时预警，主动处置”的目标。
第二个武器是管控。
仪表系统是炼油厂的“眼睛”。通过“仪表系统智能化”系统，“隐身人”在线管控着5000多台智能仪表、900多个控制回路的运行状态。采集数据、实时监控、统计分析，“隐身人”一刻不停、不知疲倦地忙碌着。指标超过设定值，“隐身人”就推送出报警，提醒操作人员这条仪表回路出现了健康问题，让他们第一时间现场检查。信息技术人员开发出的一条条程序，指挥“隐身人”对全厂仪表、阀门进行电子巡检和在线维护诊断。采集到数据后，“隐身人”在后台运行大数据分析，形成各装置维护管理评价指标的KPI报告，实现仪表设备及控制系统的预知性维修，而不是等它们出现安全风险导致事故时才被发现。
第三个武器是智能巡检。
信息技术人员开发出可测温测振的智能手持终端，依托4G专网无线传输数据，“隐身人”就能准确、及时地将现场采集的数据回传到系统。通过绑定现场防爆蓝牙标签，能控制工作人员巡检到位。“隐身人”还有巡检轨迹记录和回放功能，保障巡检的真实性。巡检人员发现现场风险时，可以配发图片，实时上传系统。对这些风险，“隐身人”能自动形成“作业票”，督促相关部门组织整改。从巡检计划任务下发到巡检完成上传，全部采用服务器时间，杜绝人为修改。通过三维仿真，结合生产自动化系统，“隐身人”能自动抓取工艺运行参数和现场监测数据，实现内外操作的实时联动，让巡检效率提高6～10倍。后台程序系统深度整合作业许可、智能巡检、设备管理、隐患排查系统，开发多个数据接口，消除各系统之间的数据壁垒，打通从问题发现到问题处理的一站式通道。
第四个武器就是辅助安全管理。
信息技术人员开发出健康安全环境（HSE）管理和HSE现场管理平台等信息系统，实现监督检查、检修管理、隐患排查、智能巡检、作业许可和承包商等现场安全管理活动的闭环管理，将风险杜绝在出现之前。
“隐身人”还有强大的统计武器、分析武器，信息技术人员还在孜孜不倦地努力完善“隐身人”的功能，让“隐身人”对付风险的能力更强大，让“隐身人”守卫安全的本领更强。
4．油气设备的好管家
从1956年正式提出人工智能学科算起，经过半个多世纪的长足发展，人工智能学科已经成为一门广泛的交叉和前沿科学。进入21世纪，随着计算机信息技术的迅猛发展，以及科学家的不懈努力研究，人工智能技术进入快速发展和应用阶段。如今，人工智能应用慢慢走进人们的日常生活和工作中。大家可以智能管理家中的照明、窗帘、家电等家居设备，这是最常见的利用人工智能技术管理设备的应用模式。人工智能应用带来极大的便利和舒适体验，改变了人们的生产生活方式。那人工智能技术是如何来帮助石油工人管理油气设备的呢？
各类设备通过大量监测手段被物联到控制中心，监测仪器发现设备运行异常时，直接报送到控制中心，控制中心的人工智能模块迅速检索故障库和专家知识库，没有找到类似故障排查指导，迅速连通云上的专家远程支持，通知设备专家进行远程会诊，这时控制中心将设备的各类参数（制造参数－－来自设备制造厂商设备交付时提供的数据、历史运行参数、现场运行参数、同类设备发生故障历史记录等）收集后给各位专家备用，专家通过远程支持中心的协同工作平台会商故障情况。当问题手时，还可以连接制造厂商的设计和制造专家共同会商，给出设备的维修和处理方案。作业中心通过智能手臂或操作人员在远程专家团队的支持下维修设备，进行事故处置。远程专家中心会记录事故处置过程，并将事故填写到故障库和专家知识库中。
这神奇的一切是如何实现的呢？这都归功于智能的油气设备管家——装备制造物联网系统。“油气设备管家”由现场处置中心和远程专家中心两部分组成。“油气设备管家”虽然没有人类的情感，但智能本领和学习能力可不弱，其负责石油装备远程监测与技术服务，具备设备档案管理、远程监测、健康状况分析、故障诊断、预测性维护、故障库、专家知识库、备件库管理等诸多本领。
石油装备企业生产制造了种类繁多的油气设备，比如钻机、压缩机、柴油机等，部署在各个油田、炼油厂。设备需要周期性的维护保养，及时维修大小故障。就像人一样，需要定期健康体检，对感冒发烧的小病及时治疗，若是大病就需要专家集中会诊。传统的设备维护管理需要花费很大的人力、物力，以保障设备的正常运行，防止因设备老化、维护保养不当而出现故障，导致维修成本增加，甚至停机而耽误生产，带来经济损失，严重的还可能因此而引发安全事故。
“油气设备管家”为设备建立全生命周期档案——从生到死，前生今世。从设备生产开始，每台设备都有专属台账，自动生成二维码唯一标识，自动采集设备运行数据、保养维修工单数据，并上传到后台数据库，无须人工录入汇总统计。工人无须到条件艰苦恶劣的设备作业现场去，安坐于监控室中就能实时掌握设备在哪，是否正常运行，报警自动推送给相关人员。“油气设备管家”大大改善了石油工人的工作环境，降低了劳动强度，提高了设备管理效率。
“油气设备管家”不断收集设备的历史运行数据、维修保养数据，从而获得设备在不同工作状态下的特征，形成历史维修记录、重复故障排查统计、故障规律关联分析、故障原因分析、专家知识库等。构建设备健康档案和评估标准，更科学更精准地预测性维护。可以根据现场实际运行和维护情况为依据制订检修计划，随时进行调整，避免简单粗暴地过度维修。智能工作日历管理到每一个具体细分任务，到期自动触发，及时提醒工人，再忙也不会遗忘，避免因关键部件寿命周期完毕而引发故障，提高设备使用效率。
设备突发故障时，“油气设备管家”第一时间通知具体责任人，对于大部分常见故障，可以协助维修人员进行故障诊断，给出排查指导；对于“疑难杂症”，会为现场与后方专家团队建立“远程医疗会诊”，并通过完善的设备档案管理功能及时提供“病患”设备的“检查报告”和“病历”，充分发挥后方专家的智慧，为“病患”设备远程“号脉开方”。同时，备件管理功能保障现场精准储备有充足的、必需的备品备件和零配件等，不会缺少零件，也不会积压浪费，始终确保最优供给，及时“药到病除”。
“油气设备管家”的出现，为设备建立从生产、使用直至报废的全生命周期设备管理档案，实现对设备调整、使用、维护、状态监测、故障诊断等的全部管理工作，同时利用诸如远程监测、健康状况分析、故障诊断、预测性维护、备件库管理等人工智能和管理融合应用，实现设备优化和管理，最大限度地发挥设备的全部效能，提高设备的利用率和投资效益，降低设备维护管理成本，减少安全隐患。
5．智能管线上的巡检工
油气技术管道跨越万水千山，地质灾害、有意无意的人为破坏等都会造成管道泄漏，形成极大的安全隐患，为此需要定时查看管线情况，确保管道运行安全。
过去的管道巡检全靠人工完成，巡线工人每天一大早就出门，走过戈壁、爬过深山、穿越河流，如同古时军队行军一般，逢山开路、遇水搭桥。管道巡线人每次往返几十千米的线路，身上装备简单，一张图、一台手持监测设备，外加干粮和水，穿越大大小小河流无数，一望无际的田野小道，还有山路丛林，沿着管道标识巡查，偶尔途中还能遇到一些陌生小动物，除了孤独寂寞外，毒蛇、猛兽可能带来生命危险，突发疾病也屡见不鲜。即使发现问题，也可能因在深山老林通信不便而无法及时传回信息，导致无法及时处置问题，从而造成重大安全和环保事故。
无人机管道巡检是人工智能的有效实践之一，在深山老林、江河湖泊之间能够轻松完成巡检作业。在一些高温、下雨天，人工巡检存在很大的危险，而且很耗费体力，无人机巡检则更加高效和安全。无人机在待巡查的管道上空沿线飞行，采集管道详情影像，实时回传至地面。在石油管线上飞行，将管线情况拍摄成高清照片，将照片导入专用软件后，绘制出完整的管线航测图。夜间可以配载红外热像仪实现巡检。无人机巡线主要实现规划任务、结果分析、图像数据管理、信息查询、结果展示，通过多项技术融合分析得出需要的场景和结果，通过空中巡视，可以清楚地进行直观判断，确保管道运输的安全。
坐在路基上，巡线工人操控的无人机沿着预定路线在空中盘旋，画面中油气管线穿过河流、横过桥梁，巡线员认真检查视频画面里的管道配套设施，两侧有无挖土动作、违章建筑、管道暴露等场景，并将画面传回到控制中心。控制中心会启动人工智能模块，对传回的画面进行识别，配合巡线工检查两侧有无挖土动作、违章建筑、管道暴露等场景。
除了无人机巡检外，对于城市或高山等不适宜无人机操作的区域，管道光纤监测也是常用的手段。管道光纤监测是近些年发展起来的智能化监测手段，沿着管道敷设光纤传感器，就像动物的触觉神经，可以感觉到管道禁区内的声音频率、表层压力、周边温度的波动变化，从而识别出有无闯入、挖掘、破坏、滑坡和泄漏等。
当管道穿越大河、长桥洞时，智能机器人担负着巡线的任务，安装了轴向360＆deg；旋转摄像头，远程操作到达现场，就如同人的双眼，想看到哪它都能注视到，也就是可以清晰地看到管道的环境和外貌形状。
人工智能带来了巡线工人操作方式的巨变，为输油气管道的安全运行提供了保障，极大地提高了管线运行维护人员的生活质量和人身安全，提高了工作效率。