Neue thermisch aktivierte intelligente Lösung zur Tankmessung und Leckerkennung

FLIR und CleanConnect.ai ermöglichen die Fernüberwachung von Tankfüllständen und Gasdetektion in Colorado

Die Vereinigten Staaten sind das Land mit der höchsten Öl- und Gasproduktion der Welt, wobei der Bundesstaat Colorado ein bedeutender Produzent auf dem US-amerikanischen Markt ist. Neue Vorschriften in Colorado haben ein höheres Niveau der Emissionsüberwachung und des Umweltschutzes vorgeschrieben. Öl- und Gasproduzenten in Colorado wenden sich an FLIR und CleanConnect.ai, um eine intelligente Lösung zu erhalten, die Wärmebilder und künstliche Intelligenz für die Fernüberwachung von Tankfüllständen zur Gaserkennung rund um die Uhr nutzt.

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In den Vereinigten Staaten gibt es mehr als 900.000 aktive Öl- und Gasbohrungen. CleanConnect.ai geht davon aus, dass innerhalb von drei Jahren etwa 10.000 dieser Standorte in den USA und Kanada fernüberwacht und verwaltet werden, indem die Leistung der künstlichen Intelligenz (KI) zur autonomen Einhaltung von Umweltauflagen, zum Feldbetrieb und zur vorausschauenden Optimierung genutzt wird. Mit der Verabschiedung neuer Umweltvorschriften suchen Öl- und Gasproduzenten in Bundesstaaten wie Colorado nach Lösungen, die die Fernüberwachung von Tankfüllständen und die optische Gasbildgebung (OGI) zur Emissionsminderung ermöglichen. Unternehmen wie FLIR Systems und CleanConnect.ai stehen an der Spitze dieses technologischen Vorstoßes und bieten Tankmess- und OGI-Lösungen an, um die betriebliche Effizienz zu steigern, die Einhaltung von Vorschriften zu gewährleisten und die Energieunabhängigkeit zu unterstützen.

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ANWENDUNGEN BEI NEUEN VERORDNUNGEN

Die Überwachung des Tankfüllstands ist ein wesentliches Verfahren bei Öl- und Gasbohrlöchern. Durch die Messung der Tankfüllstände können die Wartungsteams sicherstellen, dass der Tank nicht überläuft, oder erkennen, wann er leer ist. Abhängig von der Anwendung kann die Messung auch dazu beitragen, die Durchflussmengen im Tank zu berechnen und mögliche Übergänge zwischen Materialien zu identifizieren, die zu Ablagerungen (Schlamm) oder Emulsionen führen können.

Bisher haben die Betreiber für die Wartung der Tanks ein Leitwellenradar verwendet, bei dem die “Zugangsklappe” am oberen Ende des Tanks geöffnet werden muss. Beim Öffnen der Zugangsklappe werden viele flüchtige organische Verbindungen (VOC) freigesetzt, die der Umwelt schaden und die Sicherheit der Arbeiter gefährden. Im US-Bundesstaat Colorado verbietet Senate Bill 19-181 (SB 19-181) das Öffnen von Zugangsklappen aus diesen Gründen strikt, wobei spezifische Kontrollen von Kohlenwasserstoffen über Öl- und Gasemissionen in der Colorado-Verordnung 7 beschrieben werden. All dies macht nicht-invasive und ferngesteuerte Lösungen für die Überwachung von Tankfüllständen zu einer Notwendigkeit.

Ein weiterer Aspekt der Verordnung Colorado SB 19-181 ist die Forderung nach einer Überwachung der Gasemissionen in Echtzeit. Derzeit werden an vielen Standorten Lecksuch- und -reparaturteams (LDAR) eingesetzt, die alle 30 Tage nach Lecks suchen und die Ergebnisse aufzeichnen. Diese Lösung kann aber einen sehr hohen Arbeitsaufwand verursachen, weil oft Hunderte oder Tausende Komponenten an zahlreichen Standorten geprüft werden müssen.

Selbst wenn die Betreiber zehnmal mehr LDAR-Teams einstellen würden, wäre es für diese Teams nahezu unmöglich, eine kontinuierliche Überwachung der Gasemissionen für die 43.000 Ölfelder allein in Colorado zu gewährleisten. Daher ist die Suche nach einer autonomen Lösung von entscheidender Bedeutung für die Einhaltung von Branchenvorschriften, die Senkung von Betriebskosten und die Steigerung der Effizienz am Standort.

ZUSAMMENSTELLUNG EINER INNOVATIVEN LÖSUNG

Im Zuge der neuen Umweltgesetze auf dem Öl- und Gasmarkt begann CleanConnect.ai mit der Entwicklung einer Lösung, die KI und Wärmebildtechnik nutzt, um Öl- und Gasbetreibern bei der Einhaltung der Vorschriften zu helfen. Auf der Suche nach einem Anbieter von Wärmebildtechnik wandte sich das Team im Januar 2020 an den Marktführer FLIR Systems, um gemeinsam an einer innovativen Lösung zu arbeiten.

“FLIR hat von Anfang an großartige Arbeit geleistet,” sagt David Conley, COO und Mitbegründer von CleanConnect.ai. “FLIR verfügt über jahrelange OGI-Erfahrung auf dem Öl- und Gasmarkt und hat unsere Vision verstanden. FLIR war bereits mit den neuesten Vorschriften vertraut und wollte das Projekt unbedingt zum Erfolg führen.”

FLIR entwickelt seit über einem Jahrzehnt branchenführende Infrarot-Gasdetektionskameras, die Gaslecks verschiedener Art sichtbar machen. Eine bewährte Lösung aus stationären und Wärmebildkameras mit Schwenk-/Neige-Zoom-Funktion (PTZ) ermöglicht es Wartungsteams, Tankfüllstände zu messen, mögliche Gaslecks zu erkennen und Anlagen zu überwachen. FLIR Wärmebildkameras bieten eine überragende Bildqualität und liefern für die Analyse optimierte Videos, die auch die anspruchsvollen Anforderungen an die Leckerkennung erfüllen können.

“Seit FLIR im Jahr 2005 mit der FLIR GasFindIR-Kamera die optische Gasbildgebung eingeführt hat, haben wir mit Branchenführern auf der ganzen Welt zusammengearbeitet, um sicherzustellen, dass den Betreibern die richtigen Lösungen für die Gasdetektion zur Verfügung stehen,” sagte Craig O’Neill, Global Director für FLIR’s Lösungen in der Öl- und Gasindustrie. “Diese neue Zusammenarbeit mit CleanConnect.ai ist eine großartige Möglichkeit, Öl- und Gasunternehmen dabei zu unterstützen, Geld zu sparen und die Umwelt zu schonen, indem das Gas im System bleibt.”

CleanConnect.ai mit Sitz in Berthoud, Colorado, wurde mit dem Ziel gegründet, die Öl- und Gasindustrie zu schützen und gleichzeitig zu einer saubereren Umwelt beizutragen. Durch die Bereitstellung einer leistungsstarken KI-Software hilft die Technologie von CleanConnect.ais den Öl- und Gasproduzenten, die Rentabilität und die Einhaltung von Vorschriften an den Standorten zu erhöhen, ohne zusätzliches Personal einstellen zu müssen.

FRÜHE ANWENDER FÜR INTELLIGENTE LÖSUNGEN

Wenn Öl- und Gasproduzenten die Normen von Colorado’s SB 19-181 nicht einhalten, drohen ihnen hohe Geldstrafen, Betriebsschließungen, Umweltgefährdungen und Verletzungen von Arbeitnehmern. Als CleanConnect.ai seinen Kunden die integrierte Lösung von FLIR und CleanConnect.ai vorstellte, waren diese sofort bereit, diese zu implementieren. Im Sommer 2020 installierte CleanConnect.ai die bahnbrechende Technologie an drei Standorten, wobei die Installation an jedem Standort nur ein paar Tage dauerte. Jeder Standort ist zwischen einem und fünf Hektar groß und nutzt die Lösung von FLIR und CleanConnect.ai zur Überwachung von Anlagen wie Tanks für die Produktionsausrüstung, Kompressoren, Gaslift-Gebäude, gleichwertige Umlaufdichten und Fackeln.

“Das gesamte CleanConnect.ai-System ist auf einer Plattform aufgebaut, die Daten von jedem IIoT-Gerät erstellen, verwalten und bereitstellen kann und so in Echtzeit verwertbare Daten über den Betrieb liefert,” erklärte Conley.

Die Kunden von CleanConnect.ai’s gehören zu den ersten Anwendern der intelligenten Lösung, die sie dem autonomen Betrieb einen Schritt näher bringt. Diese Öl- und Gasproduzenten dienen auch als Vorbild für andere Öl- und Gaskunden, die nicht nur in Colorado, sondern auch im Rest der Vereinigten Staaten Nachahmer finden.

FUNKTIONSWEISE DER LÖSUNG

Für die optische Gasbildgebung an diesen Flächen wurde die FLIR G300a-Kamera mit der CleanConnect.ais AI-Software installiert. Die meisten Gase sind für das bloße Auge ohne spezielle Technik unsichtbar. FLIR stellt eine Reihe von OGI-Kameras her, mit denen Methan, Schwefelhexafluorid und Hunderte anderer Industriegase schnell, präzise und sicher erkannt werden können,—ohne dass das System abgeschaltet werden muss. Mit den OGI-Kameras von FLIR können Betreiber schnell ein breites Spektrum von Geräten scannen und Bereiche untersuchen, die mit Kontaktmessgeräten allein nur schwer zu erreichen sind. OGI-Kameras ermöglichen die Erkennung aus sicherer Entfernung und zeigen Gaslecks als sichtbare Rauchwolken an.

Die FLIR G300a Kameras wurden auf schwenkbaren Einheiten angebracht, so dass die Wartungsmitarbeiter das gesamte Grundstück mit optischer Gasdetektionstechnologie überwachen können. Das Erkennungssystem scannt alle paar Minuten den gesamten Bereich und sucht nach Anomalien. Die Software von CleanConnect.ai nimmt die Rohdaten der Kameras auf und lässt sie durch Algorithmen des maschinellen Lernens laufen, um VOC-Lecks zu identifizieren. Da die Lösung direkt mit dem Überwachungs- und Datenerfassungssystem (SCADA) des Benutzer’s verbunden ist, liefert sie den Betreibern innerhalb von zehn Minuten nach der Identifizierung eines Lecks Informationen über dessen Lage und Schweregrad.

Zur Überwachung des Tankfüllstands wurde die FLIR Elara™ FB-Serie 0 vor Ort eingesetzt, um Wärmebilder zu liefern, die dann mit der CleanConnect.ai-Software ausgewertet wurden. Die kombinierte Lösung von FLIR und CleanConnect.ai kann die Tankfüllstände durch die Beobachtung von Wärmeveränderungen zwischen den Außenwänden des Tanks messen und erzeugt eine “% VOLL”-Anzeige über jedem Tank. Die Telemetriedaten des Tankfüllstands werden dann direkt an das SCADA-System gesendet, so dass die Betreiber rechtzeitig datengestützte Warnungen erhalten.

ERGEBNISSE

“Die Lösung von FLIR und CleanConnect.ai erspart den Betreibern Millionen von Dollar an möglichen Bußgeldern und eliminiert die mit konkurrierenden Lösungen verbundenen Fehlalarme,” sagte Conley. “Durch die Möglichkeit der kontinuierlichen Überwachung von VOC-Emissionen sehen die Betreiber Vorteile bei einer Reihe von Indikatoren, die Umweltschäden verhindern und die öffentliche Wahrnehmung der Branche verändern.”

Diese autonomen Lösungen erfordern weniger Personal, wodurch sich der Gesamtaufwand für das Bedienpersonal verringert und letztlich die Betriebskosten sinken. Das System ist außerdem so konzipiert, dass es die Spezifikationen der EPA-Methode 21 AWP und Quad Oa (EPA 40 CFR Part 60, Subpart OOOOa), den aktuellen Industriestandard, der von LDAR-Teams verwendet wird, vollständig erfüllt.

Für die Überwachung des Tankfüllstands ist die Lösung von FLIR und CleanConnect.ai nachweislich so genau wie ein Leitwellenradar, ohne dass die Bediener jemals eine Zugangsklappe öffnen müssen; dadurch werden Tausende von Tonnen an VOC-Gasemissionen vermieden. Der autonome Charakter des Systems von FLIR und CleanConnect.ai erhöht die Sicherheit und das Wohlbefinden der Mitarbeiter am Arbeitsplatz. Außerdem werden risikoreiche Praktiken durch Fernüberwachung eliminiert, so dass sich die Wartungsteams nicht mehr physisch schädlichen Gasen aussetzen. Das Ergebnis ist mehr Effizienz, öffentliche Sicherheit, Umweltfreundlichkeit und Beruhigung.

Weitere Informationen über optische Gasbildgebungskameras oder dieses Anwendungsbeispiel finden Sie hier.