Trigg Technologies: pompe intelligenti per trasferire idrocarburi

Contesto

Con il prezzo del petrolio grezzo che si aggira attorno ai 100 dollari al barile, i continui errori di contabilità possono costare alle compagnie Oil & Gas milioni di dollari all'anno. Ed è esattamente ciò che è successo a una branca fondamentale del settore petrolifero, quella dei trasferimenti degli idrocarburi.

Le operazioni che riguardano gli idrocarburi si estendono in lungo e in largo, spesso in regioni lontane. Per ogni testa del pozzo, serbatoio di stoccaggio, piattaforma offshore, ingresso o uscita di condutture, gli acquirenti e i venditori ottengono l'accesso non sorvegliato alle forniture di petrolio grazie a un'unità skid. Si tratta di ciò che viene definito LACT (Lease Automatic Custody Transfer). L'unità è composta da una serie di pompe, tubazioni e valvole progettate per misurare la qualità e la purezza del petrolio, oltre che per regolare la portata del liquido, la pressione operativa e altri parametri chiave.

La gestione di questi trasferimenti tra acquirente e venditore è un processo molto meno sofisticato. La maggior parte delle unità LACT è automatizzata in modo parziale e dispone di una minima connettività di rete.

Ne conseguono scenari come questo: i conducenti di autocarri che caricano o scaricano il petrolio manualmente presso le unità LACT annotano su appositi biglietti la quantità di petrolio trasferito e parametri di qualità come la gravità specifica. Quindi lasciano i biglietti in una cassetta postale accanto all'unità.

Il proprietario dell'unità LACT ritira settimanalmente o mensilmente i biglietti, che vengono elaborati dal personale d'ufficio per la fatturazione. Questo lavoro può risultare complicato per via di biglietti bagnati o illeggibili a causa della pioggia o perché i conducenti non usano le accortezze del caso quando ripongono i biglietti nella cassetta postale.

I ritardi, i biglietti scritti a mano e altre variabili possono creare complicazioni alle compagnie petrolifere e ai loro bilanci. I cicli di pagamento dei trasferimenti di idrocarburi variano tra i 30 e i 90 giorni e presentano una percentuale di errore compresa tra il 2 e l'8%.

Questo problema persistente ha preoccupato Ted Hutto e Ronnie Riggs, comproprietari di due aziende del Texas che vendono, affittano e offrono assistenza alle unità LACT: Panhandle Meter e Trigg Technologies. I due comproprietari sono consapevoli del possibile impatto degli errori di emissione dei biglietti e dei ritardi di fatturazione sui loro clienti.

Sfida

Panhandle Meter e Trigg Technologies servono un'ampia gamma di clienti, che va dalle aziende a conduzione familiare di autotrasporti con meno di 10 autocarri ai produttori mondiali del settore Oil & Gas con miliardi di fatturato e centinaia di autocarri.

"Tutti i clienti devono fare i conti con gli errori dei biglietti derivanti da calligrafie incomprensibili o errori di ortografia", ha affermato Hutto, sottolineando che poche unità LACT sono semi-automatiche, con touchscreen e stampa in sede dei biglietti o sono collegate tramite sistemi di controlli di supervisione e acquisizione dati (SCADA). "E talvolta le informazioni fondamentali non vengono riportate sul biglietto."

È un problema rilevante, poiché il sistema di fatturazione legato ai trasferimenti di idrocarburi si basa sulla compilazione precisa e completa dei biglietti da parte dei conducenti degli autocarri. Sfortunatamente, i conducenti stessi non sono particolarmente incentivati a evitare gli errori perché, come ha spiegato Hutto, solitamente sono pagati in base al carico che trasportano. Guadagnano semplicemente consegnando il carico, indipendentemente dalla specifica quantità o qualità del petrolio che depositano o recuperano.

Inoltre, la maggior parte delle unità LACT si trova in zone remote e spesso austere, lontane dai normali canali di comunicazione. Di conseguenza, manca l'infrastruttura in sede necessaria alla raccolta e alla trasmissione dei dati economica per l'elaborazione delle fatture. Anche le distanze fisiche aumentano il costo di assistenza e manutenzione delle unità LACT.

Soluzione

Hutto e Riggs sapevano che i clienti avrebbero accolto una soluzione per l'emissione di biglietti che migliorasse l'accuratezza e le tempistiche della fatturazione. Nella primavera del 2013, si sono rivolti a Rockwell Automation per conoscere delle soluzioni informative e di automazione che li aiutassero a perseguire questi obiettivi. Il risultato avrebbe accompagnato rapidamente il settore delle unità LACT dall'epoca pre-informatica all'apice delle moderne tecnologie informatiche e dell'automazione.

Collaborando con Trigg per superare le particolari sfide legate alle operazioni delle unità LACT, Rockwell Automation ha progettato e sviluppato una soluzione chiavi in mano per la gestione delle prestazioni degli asset, sfruttando la piattaforma cloud Microsoft^® Windows Azure^™. I dati provenienti dal controllore di automazione programmabile (PAC) Allen-Bradley^® CompactLogix^™ dell'unità LACT, oltre ai dati di un flussimetro di massa Endress+Hauser Coriolis e di un rilevatore di sedimenti e acqua, vengono visualizzati su un'interfaccia operatore locale o sullo schermo di un PC e trasmessi alla piattaforma cloud Windows Azure.

Una volta nel cloud, le applicazioni Rockwell Software^® combinano i dati storici e in tempo reale in dashboard che presentano informazioni contestualizzate su trasferimenti, qualità complessiva del petrolio e produttività del pozzo nel tempo. Queste variabili misurate e i dati diagnostici sono visualizzabili da qualsiasi posizione tramite una connessione Internet protetta.

Presso l'unità LACT, i conducenti degli autocarri inseriscono un numero di identificazione nell'interfaccia operatore, iniziano il trasferimento e attendono che il biglietto venga compilato automaticamente quando scaricano o caricano il petrolio grezzo. Le informazioni vengono inviate nel cloud tramite una connessione cellulare o satellitare (a seconda della posizione dell'unità LACT e della disponibilità delle reti cellulari). Infine, viene subito generata automaticamente una fattura, che viene inviata all'indirizzo del cliente collegato al numero di identificazione.

Un'interfaccia di monitoraggio basata sulle condizioni e un allarme relativo all'elevato contenuto di acqua avvisa gli operatori in sede e le parti coinvolte di qualsiasi problema operativo. Se il contenuto di acqua nell'unità LACT è superiore ai parametri definiti (variabili a seconda delle regioni), l'unità disattiva automaticamente la pompa. Ai numeri di identificazione dei trasgressori recidivi possono essere vietati i trasferimenti presso determinate unità, con un conseguente nuovo livello di protezione della qualità per i trasferimenti di idrocarburi.

"Grazie al cloud, tutto ciò che i conducenti vedono e fanno è disponibile anche a utenti autorizzati che si occupano di manutenzione e gestione", dice Riggs. "L'impatto immediato è il miglioramento della fatturazione, della manutenzione e della qualità del prodotto, ma la soluzione basata su cloud di Rockwell Automation apre le porte anche a una grande quantità di dati non sfruttati che le unità LACT sono in grado di offrire."

Risultati

Nel collaudo sul campo, gli skid LACT di Trigg insieme alla soluzione di Rockwell Automation hanno ridotto i cicli di fatturazione di diverse compagnie. L'accuratezza delle informazioni sulla composizione degli idrocarburi è migliorata rispetto ai sistemi manuali. Grazie alle informazioni inserite automaticamente nei biglietti elettronici tramite il sistema di controllo LACT, gli errori di fatturazione sono praticamente eliminati.

"Data la grande quantità di petrolio grezzo che un unico skid LACT può trasferire, l'impatto di tali errori può essere davvero enorme," ha detto Hutto. "Prendiamo ad esempio un'unità LACT che produce 3.000 barili al giorno. Se la precisione si riduce anche di un solo punto percentuale, considerando 100 dollari a barile la perdita annua sarebbe di 1 milione di dollari."

Anche la manutenzione è meno costosa e più tempestiva. Con le sue funzionalità di allarme proattive, l'unità LACT di Trigg avvisa gli utenti di situazioni urgenti, tramite SMS o e-mail, per una risposta immediata. Ad esempio, nei collaudi sul campo, quando gli operatori della manutenzione hanno ricevuto un avviso relativo al superamento dei parametri di consumo energetico della pompa, il relativo motore è stato spento in remoto. Quando gli operatori si sono serviti delle funzionalità basate sul cloud inerenti alle tendenze, hanno scoperto che un filtro si stava consumando e hanno potuto programmare un intervento di manutenzione di routine. Questo ha permesso di evitare un potenziale guasto da 5.000 dollari alla pompa e un'inutile ma costosa visita di emergenza sul posto. Il sistema basato sul cloud fornisce inoltre la flessibilità per eseguire aggiornamenti o modifiche del sistema a livello centrale, con un impatto immediato in tutta la rete.

Le funzionalità relative alle tendenze permettono inoltre ai responsabili dei siti e delle operazioni di comprendere meglio il tipo di petrolio proveniente da ogni pozzo, consentendo loro di pianificare la produzione a lungo termine di vari pozzi o di mescolare il petrolio di pozzi diversi per ottenere un prodotto più omogeneo.

"I collaudi sul campo sono stati estremamente positivi," ha affermato Riggs. "Adesso che stanno iniziando a capire cosa possono fare con queste informazioni, i clienti hanno acquisito maggiore controllo e desiderano di più.

"Abbiamo discusso della possibilità di aggiungere tablet e telefoni cellulari o applicazioni alla soluzione, affinché i conducenti degli autocarri abbiano un collegamento diretto con lo spedizioniere, che può indirizzarli all'unità LACT attraverso la strada più breve, per accelerare le fasi di caricamento e scaricamento," ha continuato Riggs.

"Alcuni sono interessati ad aggiungere monitor, tracciamento e allarmi per il solfuro di idrogeno per aumentare la sicurezza ambientale. Abbiamo anche iniziato a pensare a una modifica del sistema per le operazioni di smaltimento dell'acqua salata. È come se avessimo trovato la soluzione più semplice per il trasferimento della custodia."

"Abbiamo avviato questo progetto solo per cercare di emettere le fatture più velocemente e accuratamente" ha aggiunto Hutto. "e invece abbiamo scoperto come la giusta infrastruttura informativa e di controllo può trasformare i dati in informazioni che, contestualizzate, si trasformano nella conoscenza che permette di migliorare contabilità e collaborazione. Questa conoscenza si evolve poi in buon senso istituzionale."

I risultati sopra descritti sono specifici per Trigg Technologies in seguito all'utilizzo dei prodotti e servizi di Rockwell Automation assieme ad altri prodotti. I risultati possono variare per altri clienti.