Bezdrátová technika pomáhá spolecnosti Plains Exploration And Production

-- 17.02.11 16:28

Společnost Plains Exploration & Production (PXP) automatizovala své systémy měření objemu injektáže páry a sběru dat pomocí rozsáhlé sítě vysílačů WirelessHART a průmyslových širokopásmových rádiových zařízení a dosáhla desetinásobně vyšší přesnosti vysílačů a návratnosti investice za dva měsíce. Svým dílem k tomu přispěly automatizační produkty společností ProSoft Technology a Emerson Process Management.

úrodná půda v údolí San Joaquin Valley v samotném srdci Kalifornie, plodící odhadem 12 % zemědělské produkce státu, je shodou okolností také jeho největší roponosnou oblastí. Tato dvě zcela odlišná odvětví se setkávají na ropném poli South Belridge Field nedaleko města Bakersfield, kde můžete mezi ropnými vrty vidět pasoucí se dobytek. Právě zde společnost Plains Exploration & Production (PXP) přestavěla své systémy měření objemu injektáže páry a sběru dat na vysoce vyspělý automatizovaný proces tvořený rozsáhlou sítí vysílačů WirelessHART a průmyslových širokopásmových rádiových zařízení.

Aplikace: Projekt těžby ropy

Lokalitu Hopkins Lease společnosti PXP v ropném poli South Belridge Field tvoří přes 200 vrtů rozmístěných na území o rozloze něco přes čtvereční míli. V tomto moderním projektu těžby ropy hrají průběžné injektory páry kritickou roli v objemu ropy vytěžené daným vrtem. Poblíž každého vrtu je do okolního ropného ložiska vstřikována pára, která vede tok ropy směrem k těžebnímu vrtu. Původně byl každý injektor osazen grafickým zapisovačem, který měřil a zapisoval objem páry. Pro sledování těchto záznamů museli operátoři denně obejít všech zhruba 120 injektážních vrtů, vizuálně interpretovat záznamy grafického zapisovače, zapsat je do bloku, ručně převést tyto hodnoty na průtok, zadat je do tabulky a zaslat do kanceláře v Bakersfieldu, kde je evidenční referent opět ručně zadával do databáze.

Problém: Potenciální chybovost záznamů

Tato metodika měření objemu páry kladla vysoké nároky na personál. Samotné grafické zapisovače vyžadovaly novou kalibraci každé tři měsíce a bylo obtížné přesně interpretovat jejich záznamy. Dále existovaly pochybnosti o integritě dat z důvodu potenciálních chyb záznamů vznikajících během několika kroků předávání dat a při jejich ručním zadávání. A konečně tento proces zabíral operátorům spoustu času a poskytoval jen jediný datový údaj denně, takže pokud by na vrtu vznikl problém, společnost PXP by jej mohla začít řešit až s nepříjemným časovým zpožděním. Provozní technik společnosti PXP pro tento projekt spatřoval v popsaných nedostatcích další příležitost pro PXP zlepšit své procesy.

Po přezkoumání a analýze zařízení a diskusích s operátory dokázal implementovat nový bezdrátový měřicí a monitorovací systém využívající nejnovější technologie a umožňující provoz v reálném čase, což pro společnost PXP znamenalo výrazné přínosy. Díky možnosti implementovat bezdrátové řešení bylo jeho nasazení rychlé a ekonomické. Bez těchto technologií by musely ke každému vrtu vést samostatná napájecí a komunikační vedení, což by modernizační projekt značně prodražilo a zpozdilo. Navíc byla odstraněna nutnost údržby kilometrů napájecích a komunikačních kabelů.

WirelessHART, IEEE 802.11

V úzké spolupráci s provozním personálem byl nový moderní automatizační systém spuštěn jako pilotní projekt, během něhož bylo na čtyřech vrtech nainstalováno 10 vysílačů měřeného tlaku Rosemount 3051S WirelessHART. Na každý vrt byly umístěny dva vysílače měřící výstupní tlak u ústí vrtu a vstupní tlak dříve, než pára projde škrticím ventilem. U vrtů s dvojitým tokem byl nainstalován třetí vysílač, takže každý tok měl svůj vlastní vysílač výstupního tlaku, přičemž vysílač vstupního tlaku byl sdílený. Vysílače tlaku komunikovaly prostřednictvím samořídicích prvků sítě s branou Emerson WirelessHART, kde byly regulované veličiny, procesní diagnostika a přístrojová diagnostika konvertovány na data protokolu Modbus TCP/ IP.

Průmyslová širokopásmová rádiová zařízení standardu 802.11 společnosti ProSoft Technology připojují brány v terénu k průmyslovému počítači v 1,6 km vzdálené kanceláři, čímž Během pilotního projektu společnost Michael Fischback, provozní technik Po validaci projektu byl plán relativně 120 vrtů. Celkem bylo nainstalováno 249 vysílačů Rosemount WirelessHART, přičemž tato data agregují čtyři brány a do průmyslového PC v provozní kanceláři je přenášejí tři průmyslová rádiová zařízení společnosti Pro- Soft Technology. Odtud jsou data přenášena na intranet společnosti PXP, kde vstupují do dvou zakázkových webových programových balíků společnosti ProGauge Technologies.

Jeden umožňuje operátorovi přihlásit se a prohlížet všechna data z vrtů, tisknout zprávy a prohlížet alarmy. Další je statistickým analytickým nástrojem s historickými daty, který přináší pohled na provoz z širší perspektivy a umožňuje stanovení trendů. Nabízí vizuální překrytí lokalit vrtů, které ložiskovým a výrobním technikům dovoluje prohlížet data pouhým kliknutím na vrt, zjišťovat trendy dat, počítat poměry objemu páry k objemu ropy a další funkce. Každý den je generován soubor formátu .csv, který je importován do vykazovací databáze společnosti PXP, kde se stanovují alokace a rozesílají se různým interním a externím subjektům.

Implementace

Bezdrátová část implementace zabrala asi den. „Instalace vysílačů tlaku společnosti Emerson spočívala v pouhé demontáži mechanického tlakoměru a našroubování nového přístroje,“ popisuje Fischback. „Instalací rádiových zařízení společnosti ProSoft bylo jejich jednoduché připevnění na panel. Jejich montáž netrvala více než jeden den.“ Bob Karschnia, viceprezident společnosti Emerson Process Management pro bezdrátová řešení, k tomu říká: „Ropné těžební společnosti mají pro nasazení jakéhokoli řešení, které má vyřešit jejich problém, jen omezený časový úsek, takže čím rychleji je instalace hotová, tím lépe. Výhodou použití řešení společnosti ProSoft Technology a řešení společnosti Emerson Smart Wireless je snadná realizace.

Obě řešení poskytují přehledné uživatelské rozhraní umožňující konfigurovat a nastavovat sítě téměř okamžitě. Jde o technicky velmi vyspělá řešení, která starosti se složitostmi systému snímají z beder uživatele a jejich řešení zabudovávají do produktů samotných.“ Jim Weikert, produktový manažer pro strategie bezdrátových řešení společnosti ProSoft Technology, připomíná: „Spousta firem, které se soustředí především na podnikové komunikace, pracuje s přesvědčením, že v podniku existuje velký tým lidí vyškolených v užívání jejich systémů.“

Společnosti Emerson a ProSoft Technology k tomu přistupují jinak, tvrdí Weikert: „Chápeme, že automatizační technik zavádějící systém je odborníkem ve svém oboru, v tomto případě v odvětví těžby ropy a plynu, ale nemusí být odborníkem na bezdrátovou techniku. To vytváří příležitost, kdy se dvě firmy, jako je Emerson a ProSoft Technology, primárně soustředí na spolehlivost a snadné použití.“ Systém umožňuje operátorům zaznamenat provozní problémy rychleji a reagovat s vyšší prioritou a časovou efektivitou.

Výsledek: Návratnost investice za dva měsíce

U vyspělých projektů těžby ropy se mohou náklady na páru podílet na výrobních nákladech ze 40 až 60 % a jsou odpovědné za značný díl tržeb získaných z vrtu. Díky nově automatizovanému bezdrátovému procesu a systému získávání dat společnost PXP očekává zvýšení produkce ropy, kromě přínosů v podobě vyšší efektivity a snížených nákladů. Úspory za prvních několik měsíců provozu tento systém více než zaplatí (návratnost investice činí dva měsíce) a přínosy systému budou nadále pokračovat. Provoz tím získá:

– Omezení nutné údržby: Společnost Emerson doporučuje u vysílačů Rosemount WirelessHART, které již byly dodány jako předem kalibrované, provádět kalibraci jen jednou za pět let, což představuje dramatické zlepšení oproti tříměsíčnímu kalibračnímu cyklu doporučenému u grafických zapisovačů.

– Data v reálném čase: Snížená reakční doba a kvalifikovanější rozhodování. Přenos dat v reálném čase do provozní kanceláře, kde mohou operátoři monitorovat aktuální stav vrtů, nebo v systému dotazovat řadu parametrů. Předem stanovené žádané hodnoty spouští upozornění pro operátory, kteří okamžitě mohou vidět, zda se vrt odchyluje od určených cílů. Data jsou trvale archivována a lze zjišťovat jejich trendy pro lepší analýzu a následné rozhodování.

– Vyšší efektivita: Nový systém dává operátorům data, která potřebují pro lepší řízení priorit svého pracovního dne, ihned po příchodu na pracoviště namísto obcházení všech 120 vrtů, aniž by přesně věděli, kde mají začít, což jim uvolňuje ruce pro produktivnější činnost.

– Ziskovost díky vyšší přesnosti a rozdělování zdrojů: Při dnešních cenách přesahují náklady na páru v lokalitě Hopkins 10 milionů dolarů ročně. S novým systémem může společnost PXP rozvádět páru s vyšší přesností než u systému s grafickými zapisovači.

Zvažují se další aplikace

Lokalita Hopkins Lease je v centrálním údolí pro společnost PXP velmi významnou a jejím dlouhodobým cílem je průběžně zlepšovat své provozy pomocí řešení, jako je toto. Společnost PXP bude zkoumat, kde by mohlo využití této technologie přispět v jejích dalších provozech. „Těmito výsledky jsme velice potěšeni,“ komentuje Fischback. „Náš provozní tým je z nich nadšený. Využití technologie pro průběžné zdokonalování našich provozů je krokem správným směrem.“ Po úspěšném pilotním projektu bude společnost PXP automatizovat 25 nových vrtů v lokalitě Hopkins Lease s novými vírovými průtokoměry. Společnosti Emerson a ProSoft Technology také spolupracovaly na podobné aplikaci v Singapuru.

Adrienne Lutovsky pracuje pro společnost ProSoft Technology, www.prosoft-technology.com/cz.

Autor: Adrienne Lutovsky, ProSoft Technology