Betrieb an einem Scheideweg
ARC Resources verfügte bereits über Optimierungsprogramme an seinen kleineren Pads, die nur ein bis vier Bohrlöcher enthielten. Die an diesen Pads vorhandenen Steuerungssysteme unterstützten den Einsatz von Artificial-Lift-Systemen, um die Produktion aufrechtzuerhalten oder zu steigern, wenn diese Bohrlöcher erschöpft waren.
Größere Pads mit fünf oder mehr Bohrlöchern verfügten jedoch nicht über Steuerungssysteme zur Unterstützung von Artificial-Lift-Systemen. Und da einige dieser Standorte Produktionsmeilensteine von 10–15 Jahren erreichten, wusste das Unternehmen, dass es in naher Zukunft Verbesserungen vornehmen musste.
"Wir waren sehr erfolgreich darin, die Produktion in den kleineren Feldern mithilfe von Artificial Lift stabil zu halten", so Charlie Kettner, Programmierungsspezialist bei ARC Resources. "Wir hatten nicht dieselbe Optimierungsoption in unseren größeren Pads. Daher wollten unsere Produktionsingenieure eine Steuerungslösung finden, die es uns ermöglichen würde, auch in diesen Feldern Artificial Lift einzusetzen."
Die vorhandenen Steuerungen waren nicht in der Lage, die große Menge an E/A zu bewältigen, die für den Betrieb des gesamten Pads erforderlich war. Daher musste das Unternehmen mehrere Steuerungen verwenden, die festverdrahtet waren, zusammen mit Remote-Terminal-Einheiten (RTU). Dieser Ansatz machte die Steuerungsinfrastruktur nicht nur komplexer – und damit fehleranfälliger – sondern begrenzte auch die Menge der für Steuerung und Überwachung verfügbaren Informationen.
Die Verwendung mehrerer festverdrahteter Steuerungen stellte ebenfalls eine Herausforderung für die Sicherheit dar. ARC Resources verlässt sich auf seine Steuerungsarchitektur, um toxische und explosive Gase zu überwachen und Maßnahmen zu ergreifen, wie z. B. das Einschalten eines Abluftventilators oder das Sperren von Bohrlöchern, wenn die Bedingungen dies erfordern.
Allerdings, konnten die Steuerungen blockieren und ihre Ausgänge einfrieren, ohne dass ein Fehler angezeigt wurde. Dies zwang das Unternehmen dazu, “Überwachungszeitraum”-Zeitrelais-Hardware hinzuzufügen, um solche Bedingungen zu überwachen.
Ein „vorgefertigtes Paket“
Kettner wandte sich an Rockwell Automation, um Gespräche über Optimierungsoptionen zu beginnen, die Artificial-Lift-Systeme an den großen Mehrfachbohrloch-Pads unterstützen, die Steuerung vereinfachen und Sicherheitsbedenken adressieren würden.
Ihre Gespräche führten sie zur ConnectedProduction™ Well Manager-Lösung von Rockwell Automation, die ein sofort einsatzbereites Allen-Bradley® ControlLogix® programmierbare Automatisierungssteuerung (PAC) und FactoryTalk® View Bedienfeld (HMI) umfasst, die keine benutzerdefinierte Programmierung erfordern.
Der PAC gibt ARC Resources eine Steuerungsplattform für große Standorte mit bis zu 32 Artificial-Lift-Bohrlöchern und kontextualisierte Produktionsinformationen, die Bedienern helfen, optimale Produktionsniveaus aufrechtzuerhalten und Fehler zu beheben.
"Es ist ein vorgefertigtes Paket", so Kettner. "Sie bestellen es, installieren es und geben Ihre Daten an den Punkten ein, nach denen es sucht, und schon kann es losgehen."
Kettner und sein Team entschieden sich, die neue Technologie an einem Produktionsstandort mit acht Bohrlöchern namens Sunrise in der Nähe der Stadt Dawson Creek, British Columbia, zu testen, bevor sie sie an vier weiteren Mehrfachbohrloch-Pads installierten.
Einer der Vorteile, die sie während dieses Testlaufs als erstes entdeckten, waren die in der ConnectedProduction-Lösung enthaltenen Add-on-Anweisungen, die ihnen halfen, während des Installationsvorgangs etwa zwei Tage Programmierzeit einzusparen. Und da die Lösung eine offene Architektur verwendet, war die Integration mit anderer Anbieterhardware am Standort einfach.
Verbesserte Sichtbarkeit und Sicherheit
Die ConnectedProduction-Lösung hat die Notwendigkeit mehrerer Steuerungen und RTUs, die zuvor am Sunrise-Standort vorhanden waren, eliminiert. Jetzt wurden alle Pad-Steuerungen in einer einzigen Steuerungsplattform zusammengefasst. Neben der Vereinfachung der Architektur wird dies auch dazu beitragen, die Hardware- und Softwarekosten für den Standort zu senken.
Die Lösung ermöglicht auch die Verwendung von Artificial-Lift-Systemen, einschließlich Ein-/Aus-Zeitrelais und Kolbenhebesystemen, und bietet Transparenz für diese Systeme.
„Bediener können Ereignisse in der ConnectedProduction-Lösung verfolgen, um zu sehen, in welcher Phase des Optimierungszyklus wir uns befinden, und bessere Entscheidungen darüber treffen, was als Nächstes zu tun ist“, so Kettner. „Bediener können zum Beispiel sehen, dass ein Zeitrelais-Bohrloch nicht mehr produziert, und zum nächsten Schritt übergehen, indem sie einen Kolben in das Loch setzen.“
Das neue System hilft ARC Resources auch dabei, die Sicherheit zu erhöhen, indem es das Risiko verringert, dass Fehler am Sunrise-Standort unentdeckt bleiben.
"Wenn jetzt etwas mit dem Prozessor schiefgeht oder wenn sich ein E/A-Rack löst, kann die ControlLogix-Plattform in einen sicheren Zustand übergehen, in dem sie alle Prozesse abschaltet", so Kettner. "Sie schaltet die Magnetspulen komplett aus und führt im Wesentlichen zu einer Notabschaltung."
Ein weiterer Vorteil des ConnectedProduction-Systems ist, dass es eine Durchflussmesskarte innerhalb des Bedienfelds unterstützen kann. Dadurch konnte Kettner die Verwendung eines separaten Durchflussmess-Computers eliminieren, was seinem Unternehmen vor Ort Zehntausende USD spart.
"Wir müssen die Karte nur in das Rack einstecken, und sie kommuniziert über die Backplane", so Kettner. "Das hat uns enorme Kosteneinsparung gebracht."
Kettner hat bereits Aufträge für die Einführung der ConnectedProduction-Lösung in mindestens vier weiteren großen Mehrfachbohrloch-Pads in der Region.
"Wir haben den Wert der Rockwell Automation-Lösung erkannt und wollen sie auch an unseren anderen Standorten einsetzen, an denen wir Artificial Lift benötigen", sagte er. "Bei neuen Pads werden wir dies von Anfang an implementieren, damit es bei Bedarf sofort verfügbar ist und wir es einfach einschalten können."
Die oben genannten Ergebnisse beziehen sich auf die Verwendung von Rockwell Automation-Produkten und -Services durch ARC Resources in Verbindung mit anderen Produkten. Die spezifischen Ergebnisse können bei anderen Kunden abweichen.
Allen-Bradley, ConnectedProduction, ControlLogix und FactoryTalk sind Marken von Rockwell Automation Inc.
