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IA en el sector del petróleo y el gas: innovación en la refinación

La visión por ordenador está transformando la industria del petróleo y el gas. Aprende a utilizar Ultralytics YOLOv8 para aplicaciones como la detección de vapor y la supervisión de tanques de almacenamiento.

La industria del petróleo y el gas juega un papel muy importante en nuestra vida diaria. La gasolina de su automóvil se obtuvo y procesó a través de una amplia red. Varios segmentos y operaciones se unen para formar la industria del petróleo y el gas, y la IA se puede aplicar a muchas de estas operaciones. De hecho, se espera que la IA en el mercado del petróleo y el gas casi duplique su tamaño para 2029, alcanzando los 5.700 millones de dólares.

La visión artificial, un subcampo de la IA en particular, puede utilizarse para mejorar drásticamente la forma en que se ejecutan estas operaciones.  Desde la vasta red de oleoductos que serpentean bajo tierra hasta las imponentes plataformas que extraen petróleo desde kilómetros de profundidad, la visión por computadora ofrece a la industria un nuevo par de ojos. En este artículo, exploraremos cómo Ultralytics YOLOv8 se puede utilizar para transformar varias áreas clave dentro del petróleo y el gas. ¡Vamos al grano!

La IA en la industria del petróleo y el gas abarca todos los segmentos

La industria del petróleo y el gas se puede dividir en tres segmentos principales: upstream, midstream y downstream. El segmento upstream de petróleo y gas se centra en la exploración y producción. Los geólogos e ingenieros buscan depósitos de petróleo y gas y luego los perforan y extraen. A partir de ahí, midstream toma el relevo. El segmento midstream de petróleo y gas transporta las materias primas a través de oleoductos, camiones cisterna y camiones a refinerías o instalaciones de almacenamiento. Por último, las empresas transformadoras refinan el petróleo crudo y el gas natural en productos utilizables como gasolina, diésel, combustible para aviones y diversos productos petroquímicos.

Figura 1. Los segmentos de la industria del petróleo y el gas.

La visión artificial se puede aplicar a todos los segmentos de la industria del petróleo y el gas. Casi en cualquier lugar donde una cámara pueda monitorear una operación, la visión por computadora puede intervenir y hacer que las cosas sean más eficientes. Se pueden utilizar varias tareas de visión artificial, como la detección de objetos, la segmentación de imágenes y el seguimiento de objetos , para extraer información valiosa de los datos visuales

Estos son algunos ejemplos de cómo se puede aplicar la visión artificial a cada segmento de la industria del petróleo y el gas:

  • Río arriba: Durante el proceso de perforación, la visión por computadora se puede utilizar para analizar las imágenes de la cámara de fondo de pozo.  Al identificar las características de las formaciones rocosas encontradas, la IA puede ayudar a optimizar la ubicación y la trayectoria de los pozos para maximizar la producción de cada pozo petrolero.
  • Centro del río: Los drones equipados con cámaras y visión por computadora se pueden usar para escanear de forma autónoma kilómetros de tuberías, detectando fugas, grietas y corrosión con un detalle increíble. Pueden reemplazar las costosas inspecciones manuales y reducir los costos asociados con el tiempo de inactividad para las reparaciones.
  • Downstream: Las refinerías son entornos complejos con numerosos procesos que supervisar. La visión artificial puede analizar las transmisiones de las cámaras dentro de estas instalaciones para identificar ineficiencias o posibles fallas en los equipos.

Los beneficios del aprendizaje automático en el sector del petróleo y el gas

Los enfoques tradicionales en la industria del petróleo y el gas a menudo se basan en procesos manuales con análisis de datos limitados que pueden ser ineficientes y propensos a errores. Estos métodos suelen implicar inspecciones humanas, y puede ser difícil para los humanos procesar grandes volúmenes de datos de forma rápida y precisa. A su vez, esto puede tener consecuencias costosas como retrasos en la toma de decisiones, fallos inesperados en los equipos y un aumento del tiempo de inactividad. 

El aprendizaje automático, especialmente la visión artificial, puede ofrecer muchos beneficios a la industria del petróleo y el gas. Ayuda a analizar los datos con mayor precisión y conduce a una mejor toma de decisiones y operaciones más fluidas. La visión artificial puede monitorear equipos, infraestructura y trabajadores en tiempo real, predecir problemas antes de que ocurran y reducir el tiempo de inactividad. En última instancia, las innovaciones de aprendizaje automático ayudan a ahorrar costos y aumentar la productividad y la seguridad en la industria del petróleo y el gas.

Casos de uso de inteligencia artificial en petróleo y gas

El Ultralytics YOLOv8 El modelo admite múltiples tareas de visión artificial y se puede utilizar para crear soluciones innovadoras para la industria del petróleo y el gas. Echemos un vistazo más de cerca a cómo YOLOv8 Se puede aplicar en varios casos de uso para mejorar la exploración, mejorar la seguridad y optimizar los procesos de mantenimiento.

Identificación y segmentación de Steam con YOLOv8

En la industria del petróleo y el gas, el vapor desempeña un papel importante en procesos como la recuperación de petróleo y las operaciones de refinería. Al detectar con precisión las fugas de vapor y sus fuentes, las empresas pueden prevenir peligros potenciales, mantener condiciones de funcionamiento óptimas y mejorar la eficiencia energética. Los métodos tradicionales de detección de vapor a menudo se basan en inspecciones manuales y sensores simples, que pueden pasar por alto fugas sutiles o intermitentes. Podemos utilizar la visión artificial para identificar y segmentar correctamente el vapor y garantizar que estos procesos se ejecuten de manera eficiente y segura.

Figura 2. Un ejemplo de detección y segmentación de vapor utilizando Ultralytics YOLOv8.

YOLOv8 Admite la tarea de Computer Vision de segmentación de instancias. Por lo tanto, podemos usar el método YOLOv8 para detectar vapor en entornos complejos donde los sensores tradicionales pueden fallar. El YOLOv8 El modelo se puede entrenar en un conjunto de datos de imágenes etiquetadas de STEAM para reconocer sus características únicas. El modelo entrenado puede procesar fotogramas de fuentes de vídeo que cubren áreas críticas y distinguir el vapor de otros elementos de la escena. La identificación rápida y la segmentación precisa ayudan a los operadores a tomar decisiones y tomar medidas inmediatas para abordar cualquier problema detectado.

Detección de tanques de almacenamiento mediante YOLOv8-OBB

Los tanques de almacenamiento se utilizan para almacenar petróleo crudo, productos refinados y otros materiales en la industria del petróleo y el gas. La integridad y el mantenimiento adecuado de estos tanques son vitales para evitar fugas, contaminación y otros peligros para la seguridad. Se requieren inspecciones periódicas para monitorear su estado, pero las inspecciones manuales pueden llevar mucho tiempo y es posible que no cubran todos los problemas potenciales de manera efectiva.

Figura 3. Un ejemplo de detección de tanques de almacenamiento mediante Ultralytics YOLOv8-OBB.

El YOLOv8-El modelo OBB (Oriented Bounding Box) está diseñado específicamente para detectar y localizar objetos con orientaciones arbitrarias. Es ideal para identificar tanques de almacenamiento desde una vista aérea. Después de detectar los tanques, se puede realizar un procesamiento adicional para segmentar los tanques desde el fondo, e incluso podemos identificar características específicas como manchas de óxido o deformidades estructurales. Los procesos de detección automatizados pueden mantener mejor la seguridad y la eficiencia de las operaciones de almacenamiento.

La detección de EPI es fácil gracias a YOLOv8

Todas las personas en un sitio de la industria del petróleo y el gas deben usar el equipo de protección personal (EPP) necesario para mantener la seguridad en el lugar de trabajo. El EPP incluye artículos como cascos, guantes, gafas de seguridad y ropa de alta visibilidad que protege a los trabajadores de posibles peligros. Supervisar el cumplimiento de los requisitos de EPP puede ser un reto, especialmente en instalaciones grandes o complejas donde las inspecciones manuales no son prácticas.

Figura 4. Un ejemplo de detección de equipos de protección personal (EPI) mediante YOLOv8.

YOLOv8 simplifica la detección de EPI mediante el uso de la detección de objetos para identificar automáticamente si los trabajadores llevan el equipo de seguridad requerido. El modelo se puede entrenar con imágenes de personal con y sin EPI y aprender a distinguir entre ambos. Al procesar las transmisiones de video en tiempo real de las cámaras colocadas alrededor de la instalación, YOLOv8 puede identificar rápidamente el cumplimiento o el incumplimiento. Esta retroalimentación inmediata permite acciones correctivas rápidas para cumplir con las normas de seguridad.

YOLOv8 para el seguimiento y monitoreo de vehículos

El movimiento de vehículos dentro de las instalaciones de petróleo y gas, como refinerías y sitios de perforación, debe administrarse cuidadosamente para alcanzar la máxima eficiencia y evitar el tiempo de inactividad. Monitorear la ubicación y el comportamiento de los vehículos ayuda a prevenir accidentes, optimizar el flujo de tráfico y rastrear que los vehículos se utilicen adecuadamente. Los métodos de seguimiento manual pueden ser ineficientes y propensos a errores, especialmente en entornos grandes o concurridos. 

Figura 5. Un ejemplo de detección y monitoreo de vehículos usando YOLOv8.

YOLOv8 puede ser una solución eficaz para el seguimiento y monitoreo de vehículos a través del seguimiento de objetos. Al analizar las transmisiones de video de cámaras colocadas estratégicamente, YOLOv8 Puede detectar y rastrear vehículos en tiempo real. El ejemplo que se muestra arriba se aplica al tráfico rodado general, pero puede ser igualmente eficaz para el control de vehículos en emplazamientos de petróleo y gas. El modelo puede identificar cada vehículo y monitorear sus movimientos para proporcionar datos valiosos sobre los patrones de tráfico y los posibles problemas de seguridad. 

Desafíos en la implementación de la IA en el petróleo y el gas

Si bien la visión por computadora ofrece posibilidades interesantes para el petróleo y el gas, la implementación de estas soluciones también presenta algunos obstáculos. Un gran desafío es obtener imágenes limpias de las que la IA pueda aprender. Los entornos de esta industria, como las plataformas, pueden estar sucios, mal iluminados y cambiar constantemente, lo que hace que las imágenes borrosas o inconsistentes sean confusas para los sistemas de visión artificial.

Además, es posible que los sistemas de cámaras más antiguos no sean lo suficientemente altos como para capturar los detalles que la visión artificial necesita para funcionar de manera efectiva. La actualización de la infraestructura de las cámaras puede ser una inversión importante. El manejo de datos confidenciales capturados por estas cámaras agrega otra capa de complejidad. Las empresas de petróleo y gas necesitan medidas sólidas de ciberseguridad para protegerse contra posibles violaciones de datos. Si bien existen desafíos en la implementación de la visión por computadora para el petróleo y el gas, el futuro parece brillante. La comunidad de IA está innovando activamente para abordar estos obstáculos.

Innovaciones que dan forma a la tecnología del futuro en la industria del petróleo y el gas

La IA, en particular la visión por ordenador y modelos como YOLOv8, está cambiando las operaciones en la industria del petróleo y el gas. La visión artificial puede mejorar la exploración y el mantenimiento a través de casos de uso como la detección de vapor y el seguimiento de vehículos. A medida que la IA continúa evolucionando, podemos esperar que surjan aplicaciones aún más innovadoras en el futuro del petróleo y el gas.

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