エンドポイント・インダストリアル・コントロールズ社は、石油&ガスから再生可能エネルギー、製造業に至るまで、幅広い産業向けにターンキーオートメーションと制御ソリューションを提供しています。
- 随伴水のリサイクルに使用される溶存空気浮遊法(DAF)システム用の、応答性が高く機敏な制御ソリューションを設計する。
- 1台または複数のDAFユニットに対応できるよう、簡単に拡張可能
- 現場のDAF1台につき毎分最大3000ガロン、または1日約10万バレルの水を管理
- 新しい現場での立上げは通常1~4時間で可能
課題
随伴水管理のより良い方法油田で採掘されるのは原油だけではありません。自然に発生する水、すなわち「随伴水」は、環境に適合した方法で管理されなければならない、常に存在する副産物です。
水はまた、掘削や水圧破砕にも不可欠です。
エンドポイント・インダストリアル・コントロールズ社のCEOであるジョン・クレイ氏は次のように述べています。「水は"掘削泥水"の主成分であり、坑井掘削の過程で圧力を均一化し、露出した岩石を安定させるために使用されます。もちろん、水は亀裂を作るためにも使われ、それによって炭化水素が流れやすくなります。」
汽水性の高い未処理の生産水は、掘削や水圧破砕の作業に適しません。そして比較的最近まで、そのほとんどは規制の厳しい塩水処理井(SWD)に送られていました。石油会社は、生産に必要な水を他の水源に頼っていました。
しかし、水処理能力の拡大のおかげで、随伴水はますますリサイクルされるようになっています。ある随伴水の中流企業は、この道をリードしています。同社は、革新的な水処理・リサイクル技術に対応する俊敏な制御システムを求めて、エンドポイント社に依頼しました。
エンドポイント・インダストリアル・コントロールズ社は、石油&ガスから再生可能エネルギー、製造業まで、幅広い産業向けにターンキーオートメーションおよび制御ソリューションを提供しています。コロラド州ラブランドに本社を置く同社はロックウェル・オートメーションのPartnerNetwork™プログラムのメンバーです。
システムの複雑さと容量要件
2013年に設立されたエンドポイント社の顧客は、テキサス州西部とニューメキシコ州の石油が豊富なパーミアン・ベースン全域で、地理的に分散した10以上の水リサイクル施設と関連パイプラインを運営しています。合計で1日当たり120万バレルの生産水を管理しています。
クレイ氏は次のように述べています。「この会社には、常設施設と移動式施設の両方があります。移動式システムは数カ月から数年の間設置され、その後別の場所に移動します。」
溶存空気浮遊法(DAF)技術は、このシステムの目玉です。流入水流はポンプでDAF容器に送られ、凝集剤、凝集剤、酸化剤などさまざまな化学薬品が水を処理します。加圧された気流が導入され、溶液中に微細な気泡が発生します。
水中の軽い粒子は泡に付着して水面に浮上し、重い粒子は底に沈みます。粒子(主に炭化水素、化学物質、固形物)はスラッジとして除去されます。処理された廃水は澄んだ井戸に汲み上げられ、そこで透明度を検査された後、貯蔵され、再利用のために水圧破砕作業に汲み上げられます。
制御の観点から、このシステムには2つの重要な課題があります。
「第一に、これらの現場はすべて同じではなく、1つのDAFを扱う場合もあれば、複数のユニットを扱う場合もあります。第二に、システムは1分間に3000ガロン、つまり現場のDAFごとに1日10万バレルの水を管理するのに十分な応答性が必要です」と、クレイ氏は説明します。
ソリューション
遠隔地での適応可能な制御
水処理ソリューションはプロジェクトごとに設計されるため、エンドポイント社はロックウェル・オートメーションのアジャイルなPlantPAx®分散制御システム(DCS)をベースとした制御ソリューションを採用しました。
クレイ氏は次のように述べています。「多くの場合、現場ごとに計装が変更されます。PlantPAxプラットフォームを使用することで、私たちは短いタイムラインで、優れた構成を可能にするプログラムを開発しました。」
必要な処理速度を実現するため、このスキッド式ソリューションは、Allen-Bradley®のCompactLogix™コントローラ、ポンプ制御用PowerFlex® ACドライブ、およびPanelView™ HMIに基づいています。エンドポイント社は、現場での監視機能の提供に加え、本社での報告を可能にするSCADA統合も提供しています。
エンドポイント社は、スキッドを移動して再利用する際にお客様と緊密に連携します。
クレイ氏は次のように述べています。「私たちのお客様は、HMIを通して、自分で制御システムにほとんどの変更を加えることができます。しかし、当社のサポートが必要な場合は、通常、リモートでプログラミングの変更を行なうことができます。」
ほとんどの水処理スキッドは険しく荒涼とした場所にあるため、標準的なネットワーク接続は不可能です。
「多くの現場はネットワーク接続がなく、携帯電話も通じません。そのかわり、エンド・ツー・エンドの統合管理に必要なアクセスには、低軌道衛星サービスを利用しています」と、クレイ氏は説明します。
結果
俊敏性を試す
2022年12月のパイプライン原油流出事故後、DAFベースの水処理システムの柔軟性が試されました。このパイプラインは、カンザス州ミルクリークの近くで破裂し、50万ガロン以上の原油を投棄しました。
クレイ氏は次のように述べています。「ミルクリークへの影響を修復するため、当局から私たちのお客様に要請がありました。彼らはこの要請に応えるために、既存のスキッドをすぐに再利用することができました。」
EPAによると、この地表水処理システムは、1日当たり最大450万ガロン(浄化作業が完了した時点では、合計3,500万ガロン以上)の水を効果的に処理・排出しました。エンドポイント社のお客様は、こうした取り組みにおいて重要な役割を果たしました。
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公開 2023/10/02