Lys med «ører» gir milliardinntekter

av Kristin Bredesen

Laserlys kan lytte! Fenomenet økte energiselskapet BPs inntekter med omlag fire milliarder kroner i 2019, total verdi over de siste tre årene har nå passert åtte milliarder kroner. Neste gevinst kan bli rimeligere og sikrere drift av vann og avløp, vei og kraftlinjer.

Teknologien fungerer ved å konvertere standard fiberoptiske kabler til et nettverk av virtuelle sensorer som er i stand til å måle temperatur og akustiske signaler langs hver meter av fiberens lengde. Lyspulsene forvandler
fibrene til følsomme «mikrofoner» – ved såkalt distribuert akustisk sensing (DAS). Det er disse «ørene» som kan brukes til å optimalisere produksjon og drift gjennom å spore forskjellige lyder, for eksempel fra olje,
gass eller sand, som beveger seg i brønn og reservoar.

Løste nøtten

Siden DAS-teknologien ble lansert i 2007 har utfordringen vært at datamengden som genereres blir stor og uhåndterlig. Frem til nylig har man manglet systemer for å trekke ut de data som er nyttig, og som effektivt kan sile ut de lysrefleksjonene som representerer akkurat den lyden man lytter etter. Det er denne «nøtten» forskere i BPs datterselskap LYTT og SINTEFs Flerfaselaboratorium på Tiller har løst gjennom et langvarig samarbeid.
Ved å finne fingeravtrykk og mønstre i data-settene for relevante situasjoner og hendelser har LYTT kunnet bygge opp et patentert rammeverk av signalprosesseringsalgoritmer og akustiske signaturer for ulike fenomener. Løsningen reduserer terabyte av data til kilobyte med konkret og relevant innsikt i løpet av sekunder. Dette bidrar til raskere og smartere beslutninger og økt merverdi. Ved hjelp av maskinlæring og
«cloud computing» (bruk av servere og regnekapasitet i skyen), lærte dataprogrammet mønsteret i sammenhengene mellom observasjoner og fasit så godt, at programmet i dag «hører» hvor olje, vann, gass og sand trenger inn, meter for meter i kilometerlange oljebrønner – og i hvilke mengder.

Christian Brekken, leder for forskningsprosjektet i SINTEF.

Gir enorme besparelser

Gjennom å analysere datasignalene fra fiberkabler, som allerede lå på havbunnen, har løsningen bidratt til å øke bruttoinntektene til BP med over 400 millioner dollar (nær fire milliarder kroner) i 2019, total verdi
over de siste tre årene har nå passert åtte milliarder kroner. – Vi tar tak i noen av energiindustriens største
overvåkingsutfordringer ved å gi sanntids innsikt i produksjonen fra brønner gjennom streaminganalyse. Verktøyene våre for mønstergjenkjenning og visualisering bygger på maskinlæringsanalyser, brukt i applikasjoner for akustisk gjenkjenningsteknologi, for å identifisere og trekke ut relevante funksjoner
fra terabyte data. Akkurat som sand har et individuelt unikt mønster, har forskjellige væsker, som vann, olje og gass, unike akustiske fingeravtrykk, men i komplekse, verdifulle virksomheter er det ikke nok å bare «se» fingeravtrykket, operatørene må vite hvorfor de ser det for å kunne ta informerte valg. Denne innsikten blir nå brukt kontinuerlig på mange land og offshore installasjoner for å avhjelpe og optimalisere brønnytelse, og
tilfører enorme produksjonsgevinster for våre kunder, sier Tommy Langnes, med-gründer og leder for forretningsutvikling i LYTT.

Tommy Langnes medgründer i LYTT, BPs datterselskap. Foto: Sintef

Overførbart til en rekke områder

Petroleumssektoren har allerede anvendt distribuert fiberoptisk måling (Distributed Fibre Optic Sensing – DFO) i flere år. Som følge av teknikkens generiske karakter og dens mange muligheter spiller DFO allerede en viktig rolle i å overvåke en rekke ulike tekniske konstruksjoner på tvers av samfunnssektorer. Lysets ører kan nemlig lære seg lyden av alt fra ørsmå sprekkdannelser i vindmøller og broer til gryende lekkasjer i vann- og avløpsnett. Jo tidligere slikt oppdages, jo rimeligere blir reparasjonene.
Teknologien befinner seg fremdeles på spedbarns stadiet, men er i rask utvikling gjennom hele verdikjeden fra universitetene, via instituttsektoren, til en rekke forskjellige små og store selskaper. Løsningen kan benyttes i trafikksystemer, motorvei- og jernbaneovervåking, grensekontroll, til monitorering av rørsystemer, kraftledninger og innenfor prosessteknologi, smarte bygg og Smart-Cityapplikasjoner for å nevne noe.
– LYTT har knekt en kode i forhold til analyse av store datamengder, så må koden tilpasses ulike bruksområder. Men gjennom jobben som alt er gjort har vi utviklet kompetanse som også kan komme eiere av annen infrastruktur til gode. Alle som vil bruke «lys med ører» til å påvise gryende skader på utstyr og konstruksjoner, møter nemlig på den nøtten vi klarte å knekke sammen, sier SINTEF-forsker Christian
Brekken. Han har ledet prosjektet bestående av fem forskere og ingeniører ved SINTEFs Flerfaselaboratorium på Tiller, som i løpet av de siste 4-5 årene har tilegnet seg verdifull DFO-erfaring gjennom samarbeidet med LYTT.

DAS-teknologien genererer en ekstraordinær mengde data. For eksempel kan en enkelt hydrokarbonbrønn generere 100 millioner datapunkter hvert sekund. Det er som å streame 1000 hele filmer hver time. Inntil nå har det vært vanskelig for operatører å konvertere disse dataene til nyttig innsikt i tide. Illustrasjonsfoto: LYT

Spås en lysende fremtid

Dette er bare starten på eventyret: Sammen med samarbeidspartnere innenfor offentlig sektor og industri videreutvikler SINTEF aktivt denne teknologien på tvers av fagområder. – Vår rolle er å bidra som katalysator for prosjekter og nye applikasjoner tilpasset ulike industrier. Vi studerer nå hvordan teknologien kan brukes til å overvåke rørledninger som skal frakte CO2 fra fangst- til lagringssteder, sier Brekken.

FAKTA
Hvordan virker dagens DFO-systemer? Dagens kommersielle DFO-systemer består av en boks med elektronikk som kalles for en ‘interrogator’. Den styres av en datamaskin som er tilkoplet én eller flere lange
(1-100km) fiberoptiske kabler som selv fungerer som sensorer. Interrogatoren i DFO-systemet kan
sammenliknes med en hjerne, og de optiske fibrene fungerer som distribuerte nervetråder (se figuren
under). Det kan monteres flere optiske fibre på en teknisk installasjon. Til det trengs det gjerne flere
interrogator-enheter, noe som ofte kan løses ved å installere parallelle optoelektroniske kretser

Illustrasjonsfoto: SINTEF Kilde: Distributed Fiber Optic Sensing (DFO) –While Waiting for
True Artificial Intelligence: C.Brekken, blog.sintef.com, 2018

Artikler i samme kategori

Sinusmagasinet er et magasin for elektrobransjen som utgis av Sonepar