Endpoint Industrial Controls fournit des solutions d’automatisation et de commande clé en main pour un large éventail d’industries – du pétrole et du gaz aux énergies renouvelables en passant par la fabrication.
- Concevez une solution de commande agile et réactive pour les systèmes de flottation à air dissous (DAF) utilisés dans le recyclage des eaux de production.
- S'adapte facilement pour gérer une ou plusieurs unités DAF.
- Gère jusqu'à 11356 gallons d'eau par minute ou environ 100000 barils par jour pour chaque DAF sur site.
- Peut être mis en service sur un nouveau site en une à quatre heures en général.
Défi
Une meilleure façon de gérer les eaux produites
Le pétrole brut n'est pas le seul élément extrait du gisement. L'eau naturellement présente, ou « eau produite », est un sous-produit omniprésent qui doit être géré de manière conforme aux normes environnementales.
L'eau est également vitale pour le forage et la fracturation.
« L'eau est un ingrédient principal de la “boue de forage”, qui est utilisée pour égaliser la pression et stabiliser les roches exposées pendant le processus de forage de puits », a déclaré John Clay, PDG d'Endpoint Industrial Controls. « Bien sûr, l'eau est également utilisée pour créer des fractures, ce qui permet aux hydrocarbures de s'écouler plus facilement. »
L'eau produite non traitée, très saumâtre, n'est pas adaptée aux opérations de forage et de fracturation. Et jusqu'à récemment, la plupart de cette eau était acheminée par pipeline vers des puits d'élimination d'eau salée (SWD) hautement réglementés. Les compagnies pétrolières s'appuyaient sur d'autres sources d'eau pour leurs besoins de production.
Mais grâce à l'expansion des capacités de traitement de l'eau, l'eau produite est de plus en plus recyclée. Une entreprise intermédiaire spécialisée dans l'eau produite est à la pointe. Et elle a fait appel à Endpoint pour un système de commande agile, capable de s'adapter à ses technologies innovantes de traitement et de recyclage de l'eau.
Endpoint Industrial Controlsfournit des solutions d'automatisation et de commande clé en main pour un large éventail de secteurs industriels, du pétrole et du gaz aux énergies renouvelables en passant par la fabrication. Basée à Loveland, dans le Colorado, la société fait partie duRockwell Automation® PartnerNetwork™programme.
Complexité du système et exigences de volume
Créé en 2013, le client d'Endpoint exploite plus d'une douzaine d'installations de recyclage de l'eau géographiquement dispersées et de pipelines associés dans le bassin permien, riche en pétrole, dans l'ouest du Texas et au Nouveau-Mexique. Au total, leurs installations gèrent 1200000 barils d'eau produite par jour.
« L'entreprise dispose à la fois d'installations permanentes et d'unités mobiles », explique Clay. « Les systèmes mobiles peuvent être installés pour quelques mois ou quelques années, puis être déplacés sur un autre site. »
La technologie de flottation à air dissous (DAF) est le cœur du système. Le flux d'eau entrant est pompé dans le réservoir DAF, où divers produits chimiques, notamment des coagulants, des floculants et des oxydants, traitent l'eau. Un flux d'air sous pression est introduit, créant des microbulles dans la solution.
Les particules plus légères dans l'eau s'attachent aux bulles et remontent à la surface. Les particules plus lourdes coulent au fond. Les particules – principalement des hydrocarbures, des produits chimiques et des solides – sont éliminées sous forme de boues. L'effluent traité est pompé dans un puits d'eau claire où il est testé pour sa clarté, stocké, puis pompé vers une opération de fracturation pour réutilisation.
Du point de vue du contrôle, le système présente deux défis majeurs.
« Tout d'abord, ces sites ne sont pas tous identiques, et vous pouvez avoir affaire à un seul DAF ou à plusieurs unités », explique Clay. « Deuxièmement, le système doit être suffisamment réactif pour gérer jusqu'à 3000 gallons d'eau par minute – ou 100000 barils par jour pour chaque DAF sur site. »
Solution
Commande adaptable dans des sites distants
Comme les solutions de traitement de l'eau sont conçues au cas par cas, Endpoint a basé sa solution de commande sur le système de commande distribué PlantPAx® agile de Rockwell Automation.
« Nous rencontrons souvent des changements d'instrumentation d'un site à l'autre », explique Clay. « En utilisant la plateforme PlantPAx, nous avons développé un programme qui permet une grande configurabilité dans un délai abrégé. »
Pour atteindre la vitesse de traitement requise, la solution skid est basée sur les automates Allen-Bradley® CompactLogix™, les variateurs c.a. PowerFlex® pour la commande de pompe et les IHM PanelView™. En plus de fournir des capacités de surveillance sur le site, Endpoint fournit une intégration SCADA pour permettre la génération de rapports au siège de l'entreprise.
Endpoint collabore étroitement avec son client lorsque les skids sont déplacés et réutilisés.
« Notre client peut apporter la plupart des modifications au système de commande par lui-même, via l'IHM », a déclaré Clay. « Mais s'il a besoin de notre assistance, nous pouvons généralement gérer les modifications de programmation à distance. »
Compte tenu des emplacements difficiles et isolés de la plupart des skids de traitement de l'eau, la connectivité réseau standard n'est pas une option.
« De nombreux sites n'ont pas de connectivité réseau, pas de couverture de téléphonie mobile », a expliqué Clay. « À la place, nous utilisons un service satellite en orbite basse pour l'accès dont nous avons besoin pour gérer l'intégration de bout en bout. »
Résultat
Mise à l'épreuve de l'agilité
À la suite d'un déversement de pétrole brut dans un pipeline en décembre 2022, la flexibilité du système de traitement de l'eau basé sur la DAF a été mise à l'épreuve. Le pipeline a déversé plus de 1900000 L de pétrole brut lorsqu'il s'est rompu près de Mill Creek, au Kansas.
« Les autorités ont fait appel à notre client pour aider à remédier à l'impact sur Mill Creek », a déclaré Clay. « Ils ont pu rapidement réaffecter l'un de leurs skids existants pour répondre à cette demande. »
Selon l'EPA, le système de traitement des eaux de surface a efficacement traité et rejeté jusqu'à 17000 m³ d'eau par jour – soit plus de 130000 m³ au total lorsque les efforts de remédiation de l'eau ont été achevés. Le client d'Endpoint a joué un rôle important dans ces efforts.
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Publié 2 octobre 2023