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利用超聲波的數(shù)字化石油勘探技術(shù)

西門子將醫(yī)療領(lǐng)域常用的多種圖像分析技術(shù)結(jié)合起來，用于探測海底的石油和天然氣資源。其結(jié)果是“軟件比專家還要優(yōu)秀”。

很快，由西門子新開發(fā)的名為“海洋圖像處理”的原型軟件將為石油與天然氣勘探節(jié)約成本并使其效率提高。這款軟件基于西門子醫(yī)療業(yè)務(wù)所使用的圖像分析算法，經(jīng)專門設(shè)計(jì)，可自動評估勘探船采集的超聲波數(shù)據(jù)。其工作原理是，根據(jù)數(shù)據(jù)生成勘探船與海底之間的水體的三維模型，并識別出水體中含有的氣泡。這些氣泡就是海底存在天然氣的標(biāo)志。不久前，西門子與殼牌的專家在巴黎舉行的一場會議上展示了這項(xiàng)技術(shù)。

泡泡傳佳音

海底蘊(yùn)藏著大量天然氣。在探尋近海盆地中的碳?xì)浠衔飼r(shí)，研究人員首先需要考慮地質(zhì)情況，并評估當(dāng)?shù)氐牡厍蛭锢砼c地震數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)通常是由昂貴的勘探船采集而得的。然而，即使數(shù)據(jù)表明當(dāng)?shù)丨h(huán)境與地質(zhì)結(jié)構(gòu)有利于碳?xì)浠衔锏拈_采，在尚待開發(fā)或開發(fā)程度較低的區(qū)域內(nèi)部署石油開采系統(tǒng)仍將面臨巨大的風(fēng)險(xiǎn)。因此，研究人員可以使用高分辨率超聲波探測以識別出水體內(nèi)的煙流，從而采集更好的碳?xì)浠衔飿颖?。這個(gè)步驟旨在規(guī)避鉆干井的風(fēng)險(xiǎn)，而鉆干井的代價(jià)可高達(dá)1億歐元以上。

石油與天然氣勘探中的超聲波數(shù)據(jù)

直到現(xiàn)在，分析海底超聲波數(shù)據(jù)或多波束測深（MBES）數(shù)據(jù)依然成本高昂且十分費(fèi)時(shí)。通常，勘探船會駛往可能存在石油天然氣儲量的地點(diǎn)，向海底發(fā)射超聲波并記錄反射能量。然后，勘探船就會返回陸地并由專家對數(shù)據(jù)進(jìn)行評估。專家們會創(chuàng)建出勘探船與海底之間的水體的三維模型，并根據(jù)勘探船的位置信息和海底地形標(biāo)識出數(shù)據(jù)的地理位置。他們還要校正各種影響因素。例如，從發(fā)射信號到接收信號，勘探船航行了一段距離。在這個(gè)過程中，洋流會帶著氣泡偏離其最初逸出的地方。在經(jīng)調(diào)整后的圖像上，專家會人工標(biāo)識出這些難以辨別的氣泡。此后，根據(jù)對各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析，專家們將決定是否需要讓勘探船帶著水下取樣系統(tǒng)進(jìn)行第二次勘測。

深海診斷

西門子石油與天然氣市場發(fā)展部門攜手西門子中央研究院和西門子德萊賽蘭業(yè)務(wù)的專家，后者與荷蘭殼牌公司的勘探地球科學(xué)家合作，共同開發(fā)了一套算法，可將上文所述的評估過程自動化，并在記錄數(shù)據(jù)后迅速給出分析結(jié)果。軟件可以生成三維模型并將其與GPS定位信息、勘探船航行速度和海底地形等信息相關(guān)聯(lián)。此外，借助西門子在分析醫(yī)療超聲成像方面積累的專業(yè)知識，軟件可以校正圖像以盡可能地減少由陰影等因素造成的錯(cuò)誤。較為重要的是，它還可以自動標(biāo)識出天然氣氣泡。

在與殼牌共同利用高分辨率MBES數(shù)據(jù)集進(jìn)行的測試中，海洋圖像處理軟件可以定位出95%的海底天然氣逸出位置。這個(gè)結(jié)果比人工分析所能實(shí)現(xiàn)的不足80%的定位率要更加優(yōu)秀。這個(gè)原型軟件的速度是人工分析的四倍。這意味著專家們在船上就能較有信心地做出關(guān)于后續(xù)工作的決策。由于勘探船的運(yùn)行成本高達(dá)每天數(shù)萬歐元，利用這個(gè)新工具來探尋石油和天然氣將不僅能夠提高效率，還可以節(jié)省大筆資金。

為印度打造可靠的供電系統(tǒng)

印度必須滿足其巨大的用電需求并穩(wěn)定電網(wǎng)。為此，西門子正在安裝三套無功補(bǔ)償裝置，而其中一個(gè)是全球強(qiáng)大的無功補(bǔ)償裝置。

西門子正在幫助印度改進(jìn)電網(wǎng)。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，西門子正在安裝三套大型無功補(bǔ)償裝置，用于控制電網(wǎng)電壓。這些名為靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）的系統(tǒng)可以提高電網(wǎng)輸電容量并幫助防止斷電。現(xiàn)在，西門子已在印度建造了全球規(guī)模最大的SVC。它可以提供多達(dá)1吉無功伏安（GVAr）的無功功率。

印度的用電需求巨大。國家不僅需要支持快速的經(jīng)濟(jì)增長，還必須解決將數(shù)十萬居民與供電系統(tǒng)連接的問題。為此，印度正大力投資可再生能源和高壓直流輸電（HVDCT）技術(shù)。HVDCT能夠以很低的損耗遠(yuǎn)距離輸送大量電能。西門子已在印度建造了一些大型HVDCT設(shè)施。除此以外，印度目前還在對其不堪重負(fù)的電網(wǎng)進(jìn)行現(xiàn)代化改造。政府不僅需要提高電網(wǎng)穩(wěn)定性以增強(qiáng)供電可靠性，還必須提高電網(wǎng)靈活性以應(yīng)對可再生能源發(fā)電量波動的問題。

提高電網(wǎng)靈活性

電網(wǎng)現(xiàn)代化改造的關(guān)鍵是采用柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS）。FACTS包含多種控制系統(tǒng)，可以調(diào)節(jié)電網(wǎng)中電能的電壓、電流和相位角。它還首次實(shí)現(xiàn)了對電網(wǎng)中電力流動的主動調(diào)節(jié)，并允許電能沿選中的特定輸電線路輸送。這些系統(tǒng)采用最*的電力電子產(chǎn)品，可在數(shù)毫秒內(nèi)提供瞬態(tài)功率，以穩(wěn)定電網(wǎng)電壓、阻尼振蕩并防止其他干擾。通過這種方式，F(xiàn)ACTS可以提高電網(wǎng)容量并減少電力中斷。多年來，西門子不僅生產(chǎn)FACTS的所有主要組件，包括變壓器、換流閥、斷路開關(guān)和電容器，還可以根據(jù)不同需求對FACTS進(jìn)行設(shè)計(jì)。

無功功率控制技術(shù)

西門子的FACTS產(chǎn)品包括了在印度安裝的靜止無功補(bǔ)償裝置。無功功率是用于產(chǎn)生電場和磁場的電能。它必須與有功功率一起在電網(wǎng)內(nèi)傳輸。由于輸電線路較長且可再生能源的存在增加了對無功功率的需求，印度必須借助相應(yīng)的解決方案才能按計(jì)劃擴(kuò)張電網(wǎng)。無功功率補(bǔ)償裝置是實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)時(shí)的關(guān)鍵控制設(shè)備。電力公司可以用它們來控制電網(wǎng)電壓。補(bǔ)償裝置分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種。串聯(lián)系統(tǒng)向電網(wǎng)輸送特定數(shù)量的無功功率以提高輸電線路的輸電容量，而SVC是并聯(lián)補(bǔ)償裝置，它們主要調(diào)節(jié)饋入點(diǎn)的電網(wǎng)電壓、提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，并提高輸電可靠性。

西門子在印度的工廠制造了這三套全新SVC的大部分組件。三套中最大的補(bǔ)償裝置已在印度旁遮普邦的盧迪亞納變電站投入運(yùn)行。這個(gè)新系統(tǒng)的容量尤為驚人，它能夠提供多達(dá)1 GVAr的無功功率，是有史以來建造的大的調(diào)節(jié)SVC。高性能讓每個(gè)組件都發(fā)揮了其技術(shù)極限。因此，為了打造這個(gè)系統(tǒng)，西門子充分利用了其全面的垂直整合優(yōu)勢。西門子工程師也因此能夠兼顧眾多因素并實(shí)現(xiàn)新系統(tǒng)的優(yōu)化配置。第二個(gè)小一點(diǎn)的SVC在拉賈斯坦邦的Kankroli變電站投入運(yùn)行，而第三個(gè)系統(tǒng)將于今年安裝在查謨-克什米爾邦。