以下內(nèi)容由虎嗅聯(lián)合GE特別策劃
在國人的印象里，每當電視上播放黝黑的雙手、安全帽射出的燈柱、急促的口號、家屬的淚水時，不用說，山西或黑龍江的哪個煤礦又爆炸了。在國人的印象里，“國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局”這樣的部門，就是為礦山——更嚴格來說是為煤礦而生的。沒錯，安監(jiān)局的前身，正是國家煤礦安全監(jiān)察局，而在這個部門成立后的第三年，中國因礦難死亡了7000人。
但少人知曉的是，不止是窮山僻壤、土法開采、安全意識淡泊的黑煤窯是在用人命換資源，那些看起來技術(shù)精尖、正規(guī)軍作戰(zhàn)甚至舉國之力的能源開采行業(yè)——比如深海石油開采，同樣是一個玩俄羅斯輪盤賭、用鮮血博黑金的生意。而且，當海上鉆井平臺出現(xiàn)事故時，其對自然環(huán)境的危害遠比山洞里的爆炸更甚。
“復(fù)雜的系統(tǒng)幾乎總是會以復(fù)雜的方式失效”
由于技術(shù)的不斷更迭，最近幾十年間，人們已經(jīng)可以在更深和更遠的海洋中開采石油。比如下文將要提到的“深水地平線”號鉆井平臺，其最大作業(yè)水深2438米，最大鉆探深度9100米。用美國海洋鉆井國家調(diào)查委員會的話說，“這是個復(fù)雜的甚至讓人眼花繚亂的工程。深水鉆井的進步幾乎可以和探索外太空相提并論。委員會對于這一行業(yè)的技術(shù)能力深表敬佩?！?/p>
然而，石油鉆探一直伴隨著艱苦、骯臟和危險，借助重型機械開采高壓揮發(fā)性碳氫化合物可能是世界上最具挑戰(zhàn)的工作。而深海環(huán)境的特點則更是冷、黑、遙遠和高壓，發(fā)現(xiàn)油氣儲層的地方會承受更大的壓力，并且一旦當事故在這個深度發(fā)生時，重新獲得井的控制權(quán)是一項艱難的工程挑戰(zhàn)，失敗的代價很可能是災(zāi)難性的?？梢哉f，海洋鉆探設(shè)備自身就是充滿潛在威脅的機械。
所以這就很好理解，為何海上鉆井平臺的事故率仍然是無法接受地高：井噴、直升機墜毀，潛水事故以及平臺日常傷害事故都非常普遍。在過往100余年海洋油氣鉆井的歷史上，全球大大小小各類安全事故不計其數(shù)，事故類型包括油氣泄漏、爆炸起火、傾覆沉沒等。
全世界因事故沉沒的鉆井平臺已達60余座。從2001年到2007年僅6年的時間中，美國一共發(fā)生1443起嚴重的近海油田鉆井事故，導(dǎo)致41人死亡，302人受傷，356起原油泄漏。即便在2010年“深水地平線”號重大事故后，調(diào)查委員會也無法詳盡描述“何處鉆井安全，哪里可能出錯以及出錯如何響應(yīng)。”
正如調(diào)查哥倫比亞航天飛機失事的委員會所說的那句話：“復(fù)雜的系統(tǒng)幾乎總是會以復(fù)雜的方式失效”。
死神名叫防噴器
2010年4月20日，英國石油公司（下文簡稱“BP”）所屬的名為“深水地平線”的外海鉆油平臺在墨西哥灣發(fā)生故障并爆炸。爆炸同時導(dǎo)致了11名工作人員死亡及17人受傷。據(jù)估計每天平均有1.2萬到10萬桶原油漏到墨西哥灣，導(dǎo)致至少2500平方公里的海水被石油覆蓋。
雖然造成事故的原因復(fù)雜多源，但少人知曉的是，一個名為防噴器的關(guān)鍵部件，成為了這起讓BP至少損失200億美元之事故的直接締造者。
什么是防噴器呢？這個東西大如一輛雙層公交車，重近400噸。作為防止漏油的最后一道屏障，防噴器安裝在井口處，在發(fā)生漏油后立刻關(guān)閉油管，阻止不可控的烴類流體到達鉆臺。但“深水地平線”的防噴器在這次事故發(fā)生后并未正常啟動。
以下是事故當晚的實錄——
當發(fā)現(xiàn)井涌后，鉆井隊首先開啟了一次防噴器，但由于井涌流速太高，環(huán)形防噴器無法關(guān)閉。接下來，工作人員試圖啟動鉆臺的緊急切斷系統(tǒng)，以切斷鉆臺和防噴器的連接，但由于爆炸損壞了連接防噴器的電纜，阻止了分離順序的啟動。
盡管如此，在鉆臺和防噴器之間的電源、通訊和液動連接斷開后，防噴器的自動模式功能本應(yīng)觸動全封剪斷閘板進行切斷工作的。但是這個事故自動制動裝置也沒有起作用。這次致命的失效可能是由于日常維護工作不到位造成的：事后對兩個控制事故自動制動裝置的冗余“控制塊”的測試表明，一個的電量很少了，另外一個電磁閥有問題。
實際上，類似的小錯誤在此前就不斷發(fā)生——BP曾經(jīng)在另一座油井發(fā)現(xiàn)了管匯中的一個焊接點爆裂。在經(jīng)歷了漫長的調(diào)查和增加了數(shù)億美元的項目成本之后，工程師們終于發(fā)現(xiàn)在管匯上隔熱層出現(xiàn)了細裂縫，導(dǎo)致焊接表面變脆。為此，BP和其承包商研制開發(fā)新的焊接技術(shù)，創(chuàng)建了更多嚴格的檢驗和質(zhì)量保證程序，才最終修復(fù)了所有受影響的水下設(shè)備。
如何讓這些水下油井穩(wěn)定高效地工作，對于能源企業(yè)來說是個不小的挑戰(zhàn)。
BP請來了“葛”師傅
有數(shù)據(jù)表明，如果一個油井因故停產(chǎn)，經(jīng)營企業(yè)每周至少要損失30億美元——兩個月的損失幾乎相當于海灣六國總GDP的20%。在石油利潤日漸薄弱的今天，這樣的損失對于任何一家企業(yè)都是沉重的打擊。
石油巨頭BP在全球擁有數(shù)千座油井，它們從海洋深處開采石油和天然氣，驅(qū)動著汽車、飛機以及其他工業(yè)設(shè)備。過去十多年，BP依靠自己的信息系統(tǒng)監(jiān)控這些油井——顯然，上文中那些或大或小的失誤已經(jīng)讓BP頭疼不已。現(xiàn)在，BP請來了號稱“葛師傅”的GE。
BP此前的做法是在每座油井安裝20-30個傳感器，收集包括壓力、溫度等在內(nèi)的數(shù)據(jù)。以此掌握開采石油及天然氣的實時流量，來預(yù)測油井的壽命。而GE的意見很簡單，把這些設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接起來。
目前，BP已開始將其650座油井連入GE的系統(tǒng)。這一試點旨在對GE的數(shù)據(jù)收集及分析平臺Predix進行測試。Predix是全球第一個，也是唯一一個專為收集與分析工業(yè)數(shù)據(jù)而開發(fā)設(shè)計的云解決方案。Predix云可以幫助企業(yè)更快速、更高效地使用機器數(shù)據(jù)。預(yù)計到今年年底，BP將完成全部650座油井的系統(tǒng)接入。每15秒鐘，一座油井就會向Predix傳輸50萬組數(shù)據(jù)。
Predix將收集、存儲、分析關(guān)于油井溫度、壓力、傳感器監(jiān)控器震動等相關(guān)數(shù)據(jù)，最后通過視覺化的方式呈現(xiàn)出來，為BP員工提供實時反饋，幫助BP減少甚至杜絕意外故障，同時獲取更多運行信息，改善油井性能。
實際上，GE開發(fā)鉆井及水下生產(chǎn)系統(tǒng)已有幾十年歷史。墨西哥灣漏油事故陰霾漸消之后，GE在全球范圍內(nèi)的深海防噴器業(yè)務(wù)增速迅猛，目前GE在深海防噴器市場的占比已經(jīng)超過了三分之一。
GE成都創(chuàng)新中心正研究在防噴器需要監(jiān)測的關(guān)鍵節(jié)點安裝傳感器，監(jiān)控其運行，并將歷史數(shù)據(jù)通過大數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理，提供給客戶做數(shù)據(jù)分析“比方說可以檢測防噴器使用程度，建議客戶進行維修保養(yǎng)，而不是僅僅依靠經(jīng)驗值進行?！?/p>
至于BP曾經(jīng)遇到過的管匯細裂縫問題，GE已經(jīng)找到了利用醫(yī)用X射線系統(tǒng)在深海中進行管道測試的方法。能夠在300個大氣壓和4攝氏度的環(huán)境下，準確反饋管道的使用年限。
“在機器發(fā)生故障以后解決問題相對容易。” GE油氣產(chǎn)品管理總監(jiān)Bob Judge說，“但是，我們要做的是在故障發(fā)生前提供預(yù)警、避免損失，這要復(fù)雜得多?！?/p>
正如事故調(diào)查委員會所說，深水地平線的災(zāi)難“呈現(xiàn)了自滿文化的代價”，而專為抓取和分析機器數(shù)據(jù)開發(fā)的云將讓一些不可預(yù)見的問題不再發(fā)生。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所提供的工業(yè)級安全，或許能夠逐步降低此前“人命換石油”悲劇的發(fā)生頻率。
