Desarrollo de un sistema de control y adquisición de datos en tiempo real para una aplicación de aguas profundas, alta presión y alta temperatura.

ESTUDIO DE CASO: ENGENUITY INC.

Para simplificar las pruebas y añadir un valor añadido de fácil uso, la empresa quería automatizar el sistema de modo que los usuarios pudieran simplemente seleccionar en una pantalla la prueba que se ajustara a la configuración específica de su aplicación y, a continuación, dirigir la prueba para que se completara y proporcionara informes.

En última instancia, esta configuración se convertiría en una solución líder que ahorra tiempo y dinero a la vez que facilita la perforación y la hace más segura.

Reto: Diseñar un método preciso y repetible para comprobar la estanqueidad de los preventores de reventones (BOP)
Solución: Crear un software automatizado para probar rápida y fácilmente un BOP con un comprobador de cilindros tricíclicos portátil ya existente
Sector:Petróleo y gas
Aplicación:Desarrollo de software ; Automatización; Control en tiempo real y adquisición de datos; Electrónica de fondo de pozo
Empresa: Engenuity Inc.

"Con el comprobador tricilíndrico portátil, nuestro cliente disponía de una tecnología sólida capaz de comprobar con precisión las BOP en tierra o en el mar, pero para que la aplicación fuera realmente beneficiosa para los clientes, necesitaban automatizarla. Creamos el sistema automatizado que necesitaban para ofrecer a los clientes una solución electrónica de fondo de pozo líder que ahorra tiempo y dinero a la vez que facilita la perforación y la hace más segura."

-John Amstadt, arquitecto jefe de integración, Erdos Miller

Antecedentes

En los últimos cinco años, la normativa sobre pruebas y mantenimiento de preventores de reventones (BOP) ha aumentado considerablemente. La finalización de la Regla de Control de Pozos en 2016 dio lugar a reformas que establecen requisitos mínimos de referencia para el diseño, la fabricación, la reparación y el mantenimiento de los preventores de reventones, además de exigir controles adicionales sobre el mantenimiento y la reparación de los BOP. Estos requisitos se satisfacen mejor con capacidades de monitoreo en tiempo real que miden las aguas profundas, las actividades de perforación de alta temperatura / alta presión y el aumento de la notificación de datos de fallas de BOP a la Oficina de Seguridad y Cumplimiento Ambiental (BSEE) y fabricantes de equipos originales (OEM).

Engenuity Inc. diseña y fabrica equipos y software de pruebas hidrostáticas tecnológicamente avanzados, y se centra principalmente en mejorar la seguridad y la economía de las pruebas de BOP, tanto en tierra como en alta mar. La empresa ha desarrollado varias innovaciones pendientes de patente que abordan específicamente las deficiencias asociadas a las pruebas hidrostáticas actuales. Sus esfuerzos ayudan a las empresas petroleras y gasistas a perforar de forma segura y eficaz, cumpliendo al mismo tiempo los requisitos de la normativa BSEE.

Específicamente para BOPs, Engenuity desarrolló BOPx EZ Test, un probador tricilíndrico portátil que puede ser conducido a plataformas en tierra o enviado in situ a plataformas en el mar. El comprobador puede empujar 6.000 psi de agua sobre un BOP, y los operarios pueden controlar la presión en el BOP mediante transductores y comprobar si hay fugas en el dispositivo. El comprobador permite a las empresas demostrar que su dispositivo es a prueba de fugas, o detectar defectos o fugas y ponerles remedio rápidamente.

Para simplificar las pruebas y facilitar su uso, la empresa quería automatizar el sistema de modo que los usuarios sólo tuvieran que seleccionar en una pantalla la prueba que se ajustaba a la configuración específica de su aplicación y, a continuación, dirigir la prueba para que se completara y proporcionara informes. En última instancia, esta configuración se convertiría en una solución líder que ahorra tiempo y dinero, a la vez que facilita la perforación y la hace más segura.

Engenuity quiso trabajar con Erdos Miller por la amplia experiencia de la empresa en aplicaciones de petróleo y gas, concretamente en tecnologías de perforación en fondo de pozo.

El enfoque

Inicialmente, los usuarios disponían de un sistema de pruebas que les obligaba a introducir parámetros específicos para cada prueba, conectar varias E/S para controlar válvulas concretas y recopilar mediciones manuales y registrar datos. Un sistema automatizado ahorraría tiempo y dinero, y facilitaría mucho su uso.

Engenuity Inc. ya había desarrollado un sistema patentado de control de la presión, por lo que Erdos Miller trabajó para diseñar la solución automatizada de forma que Engenuity pudiera añadir su módulo de presión patentado e integrarlo fácilmente en el sistema. Este enfoque permitió a Engenuity maximizar su experiencia interna y su inversión previa, al tiempo que aprovechaba la experiencia de Erdos Miller en programación y desarrollo de aplicaciones.

El sistema

Con el nuevo sistema, BOPx EZ Build, los operadores ahora pueden arrastrar y soltar los componentes del sistema en una pantalla, junto con las válvulas y la temporización adecuadas para su aplicación. A continuación, añaden los límites de presión y obtienen un diagrama visual de tuberías e instrumentación (P&ID), que muestra el flujo del proceso junto con el equipo y la instrumentación instalados. Los operarios guardan estos diagramas como archivos .EZTest para poder importarlos más tarde al banco de pruebas BOP.

A su llegada, el banco de pruebas tricilíndrico portátil se conecta a la bomba de suministro de agua y al colector de válvulas de la plataforma. A continuación, BOPX utiliza los planes de prueba EZBuild para determinar qué válvulas del colector deben abrirse y cerrarse. El sistema automatizado utiliza la funcionalidad en tiempo real de un controlador CompactRIO de National Instrument. Una vez conectados, los operarios pueden realizar pruebas y controlar la presión del agua utilizada durante toda la prueba. También pueden recibir datos instantáneos para identificar fugas tanto inmediatas como graduales.

Los resultados

Con la nueva solución, los operarios no necesitan experiencia previa en pruebas o programación, y obtienen una visualización en directo de la pérdida de presión mientras se realiza la prueba. Si el sistema indica una disminución de la presión (es decir, una fuga) en el sistema, el operario puede abortar la prueba inmediatamente y seguir adelante para solucionar el problema.

Además de probar los BOP que ya están en uso, los operarios deben probar un BOP nuevo antes de integrarlo en un sistema. Con el nuevo sistema, los operarios de una plataforma pueden ponerse a trabajar rápidamente para probar su BOP con el comprobador tricilíndrico portátil, ya que el banco de pruebas ya está diseñado y listo para su uso. Esto ahorra un tiempo costoso en la plataforma y permite a los equipos comenzar a perforar con mayor rapidez.

Para profundizar en la aplicación, un cliente de Engenuity y una importante empresa petrolera internacional deseaban una funcionalidad añadida para el funcionamiento remoto de su sistema BOPx EZ Test. Erdos Miller trabajó con el cliente para añadir la vinculación e incrustación de objetos para la comunicación de control de procesos (OPC) para el funcionamiento remoto. Ahora, su sistema BOPx EZ Test funciona a través de un servidor OPC y un equipo de operaciones puede generar informes de forma remota.

Engenuity tiene previsto que Erdos Miller siga desarrollando este sistema y ofrezca un sistema de control remoto listo para usar disponible para todos los clientes.