title: Feasibility of industrial internet of things (IIoT) in flow assurance and production engineering
Creators: name: Τσαρουχη Αλεξανδρα
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2020

description: The advent of mechanical production systems, mass production and finally automation of production processes led to the fourth industrial revolution which points toward intelligent and networked systems. At the heart of ‘’industry 4.0’’ lies the Internet of Things (IoT) using digital technology. For Oil and Gas, digital transformation has been one of the most important strategic objectives with IoT device installation increasing exponentially over the past decade. 
The IoT is a system of interconnected computing devices, mechanical and digital machines with particular attributes and the ability to collect and share data over a network without requiring human-to-human or human-to-computer interaction. Any physical object can be transformed into an IoT device if it can be connected to the internet to be controlled or transmit information. 
IoT and Cloud computing are closely attached. IoT creates immense amount of data, while Cloud computing provides the pathway to present this data in a useful way to the end user. The main objectives of this digitalization in the operational context are real time monitoring, optimization and achievement of superior predictive capabilities. 
In the present thesis the IoT is discussed and analysed, with focus on Industrial applications (IIoT) within the Oil and Gas sector, and in particular, flow assurance issues and production engineering.  It clarifies the drivers of IIoT, presents the advantages and benefits and describes the challenges faced during the implementation. The goal of this research is to apply further automation with implementation of IoT on a company’s existing conventional technology, aiming to increase production, efficiency, minimize downtime and reduce costs.  
This study is the outcome of research done in collaboration with Hydrafact Ltd, an Edinburgh, UK based company providing consulting and technology expertise on Upstream O&G. The main focus of the study was the implementation of IoT on Hydrafact’s sensor, HydraCHEK. This product is an analytical solution for monitoring the concentration of hydrate inhibitor and salt in produced water from a pipeline.  The Cloud platform used was from IBM and the IoT device was a Raspberry Pi, a small scale computer capable of accomplishing a desired task. The Raspberry Pi, was connected to HydraCHEK and the IBM Cloud through programming, enabling communication and data exchange between the sensor and the user.  
Programming was done both in Python language and Node-Red visual programming tool, due to the fact that both pre-exist in the Raspberry Pi and IBM Cloud. However, Python appeared to be more feasible solution.  
The proposed study indicates the feasibility of implementation of IoT in Oil and Gas and flow assurance.  With use of such “smart” technology, operations are more efficient, production is optimised and cost is reduced. 
description: Ένας από τους πιο σημαντικούς στρατηγικούς στόχους του πετρελαίου και του φυσικού αερίου ήταν ο ψηφιακός μετασχηματισμός. Η εγκατάσταση συσκευών IIoT (Internet of things) στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου φαίνεται να αυξάνεται εκθετικά κατά την τελευταία δεκαετία.
Το Διαδίκτυο των πραγμάτων (IoT) είναι ένα δίκτυο που αποτελείται από φυσικές συσκευές, αισθητήρες και άλλες συσκευές που βοηθούν στην εκτέλεση ορισμένων εργασιών. Είναι ένας μηχανισμός με τον οποίο είναι δυνατή η αίσθηση αλλαγών στους γύρω παράγοντες και στη συνέχεια να αναλάβουμε δράση. Όταν οι συσκευές είναι συνδεδεμένες και προγραμματισμένες, είναι εφικτό να λαμβάνετε δεδομένα από το περιβάλλον, να τα διαβιβάζετε και στη συνέχεια να λαμβάνετε μια απόφαση βάσει αυτού. Το IoT επιτρέπει την ενσωμάτωση συστημάτων που βασίζονται σε υπολογιστές με τα φυσικά συστήματα του κόσμου και οι συσκευές IoT αναμένεται να είναι σε θέση να επικοινωνούν με τον άνθρωπο όπως συμβαίνει με συσκευές πραγματικού κόσμου. Επιπλέον, οι υπολογιστές IIoT και Cloud είναι στενά συνδεδεμένοι. Το IIoT δημιουργεί τεράστια ποσότητα δεδομένων και το Cloud computing παρέχει τη διαδρομή για την παρουσίαση αυτών των δεδομένων με έναν χρήσιμο τρόπο στον τελικό χρήστη. Οι κύριοι στόχοι αυτής της ψηφιοποίησης στο επιχειρησιακό πλαίσιο είναι η παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο, η βελτιστοποίηση σε πραγματικό χρόνο και η επίτευξη ανώτερων δυνατοτήτων πρόβλεψης.
Στην παρούσα διατριβή, το IoT συζητείται και αναλύεται, με έμφαση στις Βιομηχανικές εφαρμογές στον τομέα Πετρελαίου και Φυσικού Αερίου, και συγκεκριμένα σε θέματα διασφάλισης ροής και μηχανικής παραγωγής. Αναλύει τους οδηγούς του IIoT, παρουσιάζει τα πλεονεκτήματα και τα οφέλη και περιγράφει τις προκλήσεις που αντιμετωπίζει η εφαρμογή. Ο στόχος αυτή της εργασίας είναι να εφαρμόσει το IoT στην τεχνολογία μιας εταιρείας, με αποτέλεσμα περαιτέρω αυτοματοποίηση, αύξηση της παραγωγής, βελτιωμένα πρότυπα HSE και μειωμένο κόστος.
Η συνεργασία με την Hydrafact Ltd, μια εταιρεία με έδρα το Εδιμβούργο του Ηνωμένου Βασιλείου, η οποία παρέχει εξειδικευμένη συμβουλευτική και τεχνολογική εμπειρία στην ανάντη O&G, επέτρεψε αυτήν τη μελέτη για την εφαρμογή του IoT στον αισθητήρα τους, HydraCHECK. Αυτό το προϊόν είναι μια αναλυτική λύση για την παρακολούθηση της συγκέντρωσης του αναστολέα ένυδρου άλατος και του αλατιού στο παραγόμενο νερό από έναν αγωγό. Η συσκευή IoT που χρησιμοποιείται είναι ένα Raspberry Pi, που είναι ένας υπολογιστής μικρής κλίμακας ικανός να εκτελέσει την επιθυμητή εργασία. Το Rapsberry Pi, συνδέθηκε με τον αισθητήρα, μέσω προγραμματισμού που επιτρέπει την επικοινωνία και την ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ HydraCHECK και του χρήστη. Οι κώδικες προγραμματισμού δημιουργήθηκαν τόσο στο εργαλείο οπτικού προγραμματισμού Python όσο και στο NodeRed, λόγω του γεγονότος ότι και οι δύο προϋπήρχαν στο Rapsberry Pi. Ωστόσο, στο τέλος, η Python φάνηκε να είναι πιο εφικτή λύση.
Η προτεινόμενη μελέτη δείχνει τη σκοπιμότητα εφαρμογής του IoT στο πετρέλαιο και το φυσικό αέριο και τη διασφάλιση ροής. Με τη χρήση μιας τέτοιας «έξυπνης» τεχνολογίας, οι λειτουργίες είναι πιο αποτελεσματικές, η παραγωγή βελτιστοποιείται και το κόστος μειώνεται.