Endpoint Industrial Controls ofrece soluciones de automatización y control llave en mano para una amplia gama de industrias, desde gas y petróleo hasta energías renovables y fabricación.
- Diseñe una solución de sistema de control ágil y adaptable para los sistemas de flotación por aire disuelto (DAF) utilizados en el reciclaje de agua producida.
- Se adapta fácilmente para manejar una o varias unidades DAF.
- Gestiona hasta 3000 galones de agua por minuto o aproximadamente 100000 barriles por día para cada DAF en el sitio.
- Puede ponerse en marcha en un nuevo sitio de trabajo en un lapso de una a cuatro horas.
Desafío
Una mejor manera de gestionar el agua producida
El petróleo crudo no es el único elemento extraído en el yacimiento petrolero. El agua que se produce de forma natural, o “agua producida”, es un subproducto siempre presente que debe gestionarse de manera que cumpla con las normas medioambientales.
El agua también es vital para la perforación y la fracturación hidráulica.
"El agua es un ingrediente principal en el ‘lodo de perforación’, que se utiliza para igualar la presión y estabilizar las rocas expuestas durante el proceso de perforación de pozos", dijo John Clay, director general de Endpoint Industrial Controls. "Por supuesto, el agua también se utiliza para crear fracturas, lo que permite que los hidrocarburos fluyan con mayor facilidad".
El agua producida no tratada y con un alto contenido de sal no es apta para las operaciones de perforación y fracturación. Y hasta hace poco, la mayor parte se canalizaba a pozos de eliminación de agua salada (SWD) altamente regulados. Las compañías de gas y petróleo dependían de otras fuentes de agua para sus necesidades de producción.
Pero gracias a la expansión de las capacidades de tratamiento de agua, el agua producida se recicla cada vez más. Una empresa de agua producida midstream está liderando el camino. Y acudieron a Endpoint para obtener un sistema de control ágil que se adaptara a sus tecnologías innovadoras de tratamiento y reciclaje de agua.
Endpoint Industrial Controls ofrece soluciones de automatización y control llave en mano para una amplia gama de industrias, desde gas y petróleo hasta energías renovables y fabricación. Con sede en Loveland, Colorado, la empresa forma parte del programa PartnerNetwork™ de Rockwell Automation®.
Complejidad del sistema y requisitos de volumen
Establecida en 2013, la empresa cliente de Endpoint opera más de una docena de instalaciones de reciclaje de agua dispersas geográficamente y oleoductos asociados en toda la cuenca de Pérmica, rica en gas y petróleo, en el oeste de Texas y Nuevo México. En total, sus instalaciones gestionan 1.2 millones de barriles de agua producida por día.
"La empresa tiene tanto instalaciones permanentes como unidades móviles", dijo Clay. "Los sistemas móviles pueden configurarse durante un par de meses o unos años, y luego rotarse a otro sitio".
La tecnología de flotación con aire disuelto (DAF) es el elemento central del sistema. El flujo de agua de entrada se bombea al recipiente DAF, donde diversos productos químicos, incluidos coagulantes, floculantes y oxidantes, tratan el agua. Se introduce un flujo de aire presurizado, lo que crea microburbujas en la solución.
Las partículas más ligeras en el agua se adhieren a las burbujas y suben a la superficie. Las partículas más pesadas se hunden en el fondo. Las partículas, en su mayoría hidrocarburos, productos químicos y sólidos, se eliminan como lodos. El efluente tratado se bombea a un pozo de agua clara donde se prueba su claridad, se almacena y se bombea a una operación de fracturación para su reutilización.
Desde el punto de vista del control, el sistema presenta dos retos críticos.
"En primer lugar, estos sitios no son todos iguales, y es posible que tenga que tratar con una DAF o con varias unidades", explicó Clay. "En segundo lugar, el sistema debe ser lo suficientemente sensible para gestionar hasta 3000 galones de agua por minuto, o 100000 barriles al día para cada DAF en el sitio".
Solución
Control adaptable en ubicaciones remotas
Dado que las soluciones de tratamiento de agua se diseñan proyecto por proyecto, Endpoint basó su solución de control en el ágil sistema de control distribuido (DCS) PlantPAx® de Rockwell Automation.
"A menudo, nos encontramos con cambios en la instrumentación de un lugar de trabajo a otro", dijo Clay. "Con la plataforma PlantPAx, desarrollamos un programa que permite una alta configurabilidad en un plazo abreviado".
Para lograr la velocidad de procesamiento requerida, la solución modular se basa en los controladores Allen-Bradley® CompactLogix™, los variadores de CA PowerFlex® para el control de bombas y las PanelView™ HMI. Además de proporcionar capacidades de monitoreo en el lugar de trabajo, Endpoint ofrece integración SCADA para permitir la generación de informes en la sede de la empresa.
Endpoint colabora estrechamente con su cliente a medida que se trasladan y reutilizan los equipos modulares.
"Nuestro cliente puede realizar la mayoría de los cambios en el sistema de control por sí mismo, a través de la HMI", dijo Clay. "Pero si necesitan nuestra ayuda, normalmente podemos manejar los cambios de programación de forma remota".
Dadas las ubicaciones remotas y difíciles de la mayoría de los equipos modulares de tratamiento de agua, la conectividad de red estándar no es una opción.
"Muchos de los sitios no tienen conectividad de red ni cobertura de telefonía móvil", explicó Clay. "En su lugar, utilizamos un servicio satelital de órbita baja para el acceso que necesitamos para gestionar la integración de extremo a extremo".
Resultado
Poner a prueba la agilidad
Tras un derrame de petróleo en un oleoducto en diciembre de 2022, se puso a prueba la flexibilidad del sistema de tratamiento de agua basado en DAF. El oleoducto vertió más de 500000 galones de petróleo crudo cuando se rompió cerca de Mill Creek, Kansas.
"Las autoridades pidieron a nuestro cliente que ayudara a remediar el impacto en Mill Creek", dijo Clay. "Pudieron reutilizar rápidamente uno de sus equipos existentes para responder a esta solicitud".
Según la EPA, el sistema de tratamiento de agua superficial trató y descargó eficazmente hasta 4.5 millones de galones de agua por día – más de 35 millones de galones en total cuando se completaron los esfuerzos de remediación del agua. El cliente de Endpoint desempeñó un papel importante en estos esfuerzos.
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Publicado 2 de octubre de 2023