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M.G. Bryan : une solution de cloud pour le marché pétrolier et gazier

OEM et Rockwell Automation développent des solutions de pointe pour maintenir le rythme d'une production en plein essor
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Défi

  • M.G. Bryan, fournisseur d'équipement lourd pour le secteur pétrolier et gazier, avait besoin d'une solution évolutive pour la gestion à distance des véhicules de fracturation

Solutions

  • Gestion des performances des actifs - Rockwell Automation a développé un nouveau système d'information exploitant la plate-forme de cloud computing de Microsoft Windows Azure permettant d'accéder à distance et en temps réel aux informations de divers actifs de production (distribués)
  • Intelligence manufacturière - Des données pertinentes sur chaque camion sont recueillies et stockées, afin d'optimiser les performances du parc et des véhicules grâce à un ensemble puissant de tableaux de bord et de rapports.

Résultats

  • Business model amélioré - Permet une utilisation nettement plus efficace des actifs coûteux. M.G. Bryan est capable d'offrir de nouveaux services après-vente
  • Maintenance et service préventifs - Une visibilité en temps réel sur les performances des actifs permet à M.G. Bryan d'offrir des services et alertes de maintenance préventive, ainsi que des capacités de services à distance jamais vues dans ce secteur.

Contexte

En 2010, les États-Unis ont détrôné la Russie et sont devenus le premier producteur mondial de gaz. En 2012, l'Agence internationale de l'énergie avait prédit que les États-Unis devanceraient l'Arabie saoudite et deviendraient le premier producteur mondial de pétrole d'ici à 2020. Pour que cette croissance se concrétise, les acteurs du secteur pétrolier et gazier doivent se consacrer sans relâche à la production.

M.G. Bryan, l'un des principaux OEM d'équipements lourds et de mécanismes, basé à Grand Prairie, au Texas, aide les entreprises pétrolières et gazières à répondre à leurs besoins de production depuis plus de 25 ans. À l'échelle mondiale, l'entreprise fournit des moteurs, des générateurs, des pompes industrielles, de l'équipement de service pour les champs pétrolifères, ainsi que des batteries pour zones dangereuses. Une grande partie de la nouvelle production est simplifiée par fracturation hydraulique, dans le cadre de laquelle le pétrole et le gaz naturel sont libérés des roches réservoirs en vue de leur extraction. M.G. Bryan vend et loue des pompes de fracturation sur remorques de pointe, des camions et des patins pour aider les producteurs à recueillir ces ressources.

Défi

Les véhicules de fracturation peuvent coûter jusqu'à 1 million de dollars. Ils sont utilisés dans des environnements extrêmes et isolés, et nécessitent une grande quantité de composants consommables. Les filtres à huile doivent être remplacés toutes les 200 à 400 heures, et une reconstruction du moteur est généralement requise après 4 000 à 7 000 heures d'utilisation. Les temps d'arrêt d'un véhicule de fracturation peuvent coûter entre 3 000 $ et 7 000 $ par jour, en coûts internes seulement, sans même tenir compte des pertes de revenus relatifs aux produits. Les opérations ayant lieu dans des endroits reculés, sans aucune réception pour les téléphones cellulaires, la plupart des producteurs gardent un véhicule de secours sur site, afin que la production puisse continuer en cas de panne d'un véhicule.

Cette utilisation des véhicules de secours rend les opérations de fracturation coûteuses. Les petits et moyens producteurs de pétrole et de gaz sont nombreux à louer ces équipements de fracturation au mois et ne sont pas des experts en systèmes de commande des équipements ni en maintenance. Les producteurs cherchent souvent à réduire les coûts et à améliorer le retour sur investissement sur les équipements loués ou achetés, afin que cette approche soit rentable.

Afin d'aider ses clients à optimiser leur retour sur investissement, M.G. Bryan avait besoin de comprendre le fonctionnement de ses équipements en temps réel, pour assurer un suivi des performances de manière économique et aider les clients à optimiser la durée de fonctionnement de leurs actifs.

Solutions

M.G. Bryan, en collaboration avec Rockwell Automation, a développé un nouveau système d'information et de commande pour ses véhicules de fracturation, exploitant la plate-forme de cloud computing de Microsoft Windows Azure, ainsi que la suite logicielle FactoryTalk® pour offrir un accès à distance sécurisé aux informations en temps réel.

Le système de commande de chaque véhicule utilise un automate Allen-Bradley® CompactLogix™. Une version du logiciel FactoryTalk VantagePoint basée sur le cloud rassemble les données du système de commande pour proposer une vue complète et contextualisée des performances du véhicule et du parc. L'information est envoyée dans le cloud via des modems cellulaires. Les données sont fractionnées en paquets incroyablement petits afin d'être envoyées y compris dans des zones à très faible couverture cellulaire. En outre, en cas de connexion impossible, les données sont stockées sur une passerelle et envoyées une fois la connexion rétablie.

Le nouveau système de commande et d'information étroitement intégré regroupe des sources disparates d'informations, comme l'historique des données, ainsi que les données relationnelles et transactionnelles. Afin de tirer pleinement parti de ces données sans que M.G. Bryan ou ses clients aient besoin de construire et de gérer leurs propres data centers, Rockwell Automation utilise son propre cloud computing.

« Nous avions besoin d'une solution s'appliquant aussi bien à nos cinq premiers camions qu'à nos 1 000 prochains », a déclaré Josh Rabaduex, directeur de l'ingénierie chez M.G. Bryan. « Nous savions également que nous ne voulions pas investir de façon importante dans le matériel dès le départ, ni avoir à gérer un système de maintenance sur le long terme. Un data center existant ne pouvait donc pas faire l'affaire pour nous ».

En utilisant la technologie mobile et le transfert fluide et sécurisé des informations dans le cloud, M.G. Bryan accède à un niveau supérieur d'intelligence connectée. « Il est à présent possible de transférer des données depuis le cloud via des appareils mobiles et des navigateurs Internet pour produire des rapports et des tableaux de bord sur l'état de la transmission d'un véhicule particulier et ses performances de fracturation, ainsi que les tendances de performance et de maintenance de la totalité d'un parc », a déclaré M. Rabaduex. « En associant notre nouveau système de commande à la flexibilité et à l'évolutivité du coud computing, nous avons vraiment ouvert la porte à une vaste gamme de solutions de gestion d'exploitation pour les véhicules de notre propre parc et pour ceux que nous vendons. »

Résultats

La visibilité instantanée et sécurisée des données sur les actifs distants augmente la durée de fonctionnement et la productivité pour les clients de M.G. Bryan. Par exemple, un client a appelé M.G. Bryan pour se plaindre du problème des sautes de régime du moteur d'un véhicule loué. Ceci peut s'avérer très dangereux car les changements de régime rapides des moteurs modifient la pression dans les tubes de fer injectant de l'eau dans les sols. Si un tube venait à exploser, il ne faudrait pas seulement fermer l'exploitation, mais cela pourrait faire voler des projectiles susceptibles de blesser, voire de tuer les travailleurs sur site.

De telles variations de puissance du moteur peuvent être entraînés par divers facteurs : détérioration du moteur, infiltration d'un corps étranger, défaillance d'un composant interne, etc. Le personnel de M.G. Bryan a pu se connecter immédiatement et analyser les données provenant précisément du véhicule en question. Il a constaté que la pression d'entrée à l'extrémité fluidique de la pompe avait chuté de 60 à 6 psi, indiquant une cavitation de la pompe. En effet, les réservoirs du client manquaient d'eau. Il a conseillé au client de vérifier les réservoirs et d'ouvrir une soupape restée fermée accidentellement. Ce scénario s'est déroulé en à peine 10 minutes. Le client a évité une aspiration de l'air dans l'extrémité fluidique, ce qui l'aurait fissurée, évitant ainsi des dépenses qui auraient pu atteindre 60 000 $ en pièces de rechange, déplacement pour dépannage à 160 km, blessure du personnel et perte de temps de production.

Cette solution a également ouvert la voie à un nouveau modèle économique qui réduit les risques du projet et les coûts de production, tout en améliorant le délai de rentabilisation pour ces véhicules de fracturation. « Maintenant que nous pouvons contrôler l'usage d'un véhicule à la minute, à l'heure et à la journée, nous avons pu modifier nos contrats de location », a déclaré M. Rabaduex. « Nous sommes passés de contrats mensuels standard dans le secteur industriel à un modèle de tarification à l'utilisation. Nos clients n'ont plus besoin de louer des équipements au mois, en payant le même prix pour les véhicules pompant 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, et pour les camions de secours qui ne servent jamais. Ils paient simplement pour les jours où les véhicules sont véritablement utilisés. »

Les actuels propriétaires de véhicules de fracturation M.G. Bryan ont déjà commandé plus de 25 modernisations de véhicule afin de mettre en place cette solution dans leurs parcs actuels. Toutefois, l'entreprise n'a pas encore totalement exploitée cette solution pour stimuler l'innovation. « Nous étudions également les façons dont ces informations peuvent permettre à nos clients d'obtenir de meilleures performances et de mettre en place une maintenance préventive », a déclaré M. Rabaduex. « Nous sommes à présent en mesure de produire des données fiables qui prouvent que nos pompes et autres composants durent plus longtemps. Nous pouvons utiliser des données concrètes en guise de garantie. Nos clients peuvent être alertés lorsqu'il est temps de changer les filtres à air ou de remettre le moteur à neuf. Les possibilités semblent infinies. »

Les résultats ci-dessus concernent spécifiquement l'utilisation par M.G. Bryan des produits et services de Rockwell Automation, conjointement à d'autres produits. Les résultats peuvent varier selon le client.

Publié 1. août 2013

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