Étude de cas

Streamline Innovations

Edge Computing dans le secteur du pétrole et du gaz

Comment Streamline Innovations utilise Stratus Edge Computing pour apporter une maintenance prédictive alimentée par l'IA, un fonctionnement à distance et un temps de disponibilité de 99,5 % aux équipements pétroliers à distance.

Défis

  • Identifier une plateforme Edge Computing pour déployer des capacités de technologies de l'information et de la communication afin de surveiller et de contrôler avec précision le processus propriétaire d'élimination du H2S.
  • Fonctionner avec une connectivité de données limitée dans des sites pétroliers et gaziers éloignés.
  • Respecter les accords de niveau de service (SLA) des clients, à savoir un temps de fonctionnement d'au moins 95 %, et respecter les budgets d'automatisation des clients.

Solution

  • Déploiement de Stratus ztC Edge™ pour développer, héberger et protéger Valkyrie Intelligent Platform™ (VIP)
  • Exploiter la virtualisation intégrée de Stratus pour exécuter Inductive Automation, la base de données PostgreSQL et Python™ et superposer le logiciel Seeq AI.
  • Connectez ztC Edge au WAN pour l'analyse des données cloud , la visibilité à distance et une fonctionnalité complète.

Avantages

  • Analyse des données en temps réel, IHM, visibilité et suivi de 50 indicateurs clés de performance à partir d'une salle de contrôle située à cinq heures de route.
  • Réduction de 66 % du personnel sur site nécessaire, ce qui permet de gagner du temps et de l'argent, grâce à une maintenance prédictive alimentée par l'IA.
  • a atteint un temps de fonctionnement de 99,5 % dans un site distant, dépassant l'accord de niveau de service (SLA) du client de 95 %, et respectant le point de coût du client.

De l'équipement pétrolier intelligent à l'équipement intelligent avec Edge Computing

Streamline Innovations, basée à San Antonio, au Texas, développe et exploite un procédé exclusif de traitement du gaz sulfure d'hydrogène (H2S) appelé Valkyrie™ qui réduit le H2S toxique en soufre élémentaire utilisé dans les engrais. Le résultat est un nouveau procédé de technologie propre qui élimine la pollution pour le pétrole et le gaz, l'eau et les eaux usées, les décharges et le biogaz.

Grâce à Stratus Edge Computing , Streamline Innovations a apporté l'intelligence et les opérations à distance à des patins de processus complexes et a permis un fonctionnement continu, dépassant ainsi les attentes des clients. Grâce à sa plate-forme intelligente Valkyrie (VIP), qui utilise Stratus ztC Edge , la société surveille les unités à distance avec un temps de fonctionnement de 99,5 % et a réduit les besoins en personnel sur site de 6 ETP à 2 ETP. Les données sont envoyées de ztC Edge à Microsoft Azure pour une vue centralisée des équipements, accessible à distance depuis les centres de contrôle et les camions des opérateurs. Grâce au système HMI/SCADA d'Induction Automation, à une base de données PostgreSQL et à Python Linux fonctionnant simultanément sur ztC Edge, l'équipe dispose d'un contrôle précis des processus avec une intelligence "étagée" pour surveiller et analyser les performances minute par minute et heure par heure, avec une analyse centralisée au jour le jour et à la semaine.

Déploiement de technologies propres exclusives dans la production pétrolière et gazière à distance

Le procédé d'élimination du soufre Valkyrie de Streamline Innovations est particulièrement efficace dans le secteur amont du pétrole et du gaz, où le H2S est abondant dans le processus de production. La société déploie son procédé exclusif sur des skids dans des sites éloignés qui ne sont souvent pas accessibles pendant la journée pour le personnel, ce qui présente plusieurs défis uniques.

Le procédé Valkyrie consiste en deux réactions chimiques qui doivent être contrôlées dans une bande très étroite. Tout au long des opérations, le procédé doit s'adapter aux changements de minute en minute et de jour en jour des débits de gaz et de la concentration de H2S. En outre, l'équipe doit contrôler, surveiller et entretenir de près les pompes, les filtres, les conduites et les vannes - des équipements industriels habituels - qui manipulent des matières multiphases. Le processus complexe de Streamline Innovation exigeait donc un contrôle précis à la fois du processus chimique et de la mini-usine.

Compte tenu de l'éloignement des sites, l'équipe doit travailler avec une connectivité de données très faible et la surveillance nécessite des experts formés sur place, 24 heures sur 24. Streamline Innovation a cherché à relever ces défis pour faire plus avec moins en apportant de l'intelligence à leur processus d'exploitation pétrolière et en respectant les budgets d'automatisation des clients.

"Grâce à Stratus, nous avons construit des usines intelligentes gérées à distance par l'intelligence artificielle et visibles depuis n'importe quel endroit, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7."
Peter Photos
CTO
Streamline Innovations

Stratus Edge Computing ouvre la porte aux équipements intelligents pour les champs pétrolifères

Streamline Innovations a choisi la plateforme Stratus ztC Edge computing pour maximiser la fiabilité du processus et apporter de nouvelles capacités à distance et de l'intelligence à son processus Valkyrie.

Peter Photos, directeur de la technologie chez Streamline Innovations, explique : " Nous avons passé énormément de temps à tester de nombreux dispositifs différents sur edge computing et à trouver la bonne technologie. Nous avons d'abord été attirés par le potentiel de ztC Edge parce qu'il offrait un traitement véritablement redondant. Deux unités ztC Edge fonctionnent comme une paire redondante, ce qui signifie que si une unité tombe en panne pour une raison quelconque, l'autre peut continuer sans interruption de service. L'élimination des temps d'arrêt est inégalée dans l'environnement Edge Computing .

"Un autre avantage considérable est devenu évident lorsque nous avons exploré la capacité de virtualisation de ztC Edges pour répondre aux exigences spécifiques de notre client. Nous utilisons trois machines virtuelles. Notre première machine virtuelle est Inductive Automation Ignition qui exécute notre serveur OPC et l'acquisition de données. La deuxième machine virtuelle est une base de données PostgresSQL, puis notre troisième machine virtuelle est une boîte Linux Python, qui exécute des scripts Python. Grâce à l'importante puissance de calcul disponible sur ztC Edge, nous sommes en mesure d'obtenir un ordinateur puissant et volumineux capable d'effectuer tous les calculs que nous voulons."

Peter poursuit : "Nous avons donc le Valkyrie connecté à un automate programmable, qui effectue des calculs minute par minute. Nous avons le site Stratus ztC Edge qui effectue les calculs en temps réel, exécute Python, collecte les données historiques, exécute Ignition et communique via le Wi-Fi. Les données sont envoyées à une base de données Azure sur le site cloud où nous effectuons des calculs quotidiens, hebdomadaires et mensuels. Elle est intégrée à Seeq, un logiciel d'intelligence artificielle qui calcule nos modélisations sophistiquées.

"La plateforme d'intelligence Valkyrie est désormais un boîtier autonome qui peut être intégré à une unité existante et appliqué à n'importe quel processus. Elle est alimentée par Stratus, avec Seeq fonctionnant en arrière-plan pour l'intelligence artificielle et les calculs complexes comme la maintenance prédictive."

Architecture pour la collecte de données et le renseignement à plusieurs niveaux

La plate-forme intelligente Valkyrie fournit de l'intelligence sur plusieurs niveaux. L'automate programmable (PLC) se trouve sur le premier niveau, ztC Edge fonctionne sur la couche suivante, et cloud est le niveau le plus élevé. Chacun a un rôle spécifique qui tire le meilleur parti de ses forces inhérentes, par exemple, en tirant parti de la forte bande passante entre l'automate et le site ztC Edge pour gérer de gros volumes de données en temps réel. Lorsque la bande passante diminue entre l'environnement périphérique et le site cloud , moins de données sont transmises, ce qui permet à l'énorme puissance de traitement du site cloud d'effectuer des calculs beaucoup plus lourds. Cela permet à Streamline Innovations d'exécuter l'apprentissage automatique, qui renvoie des informations à la gestion opérationnelle, permettant une maintenance prédictive et préventive au niveau du site.

Grâce aux machines virtuelles et à la puissance de ztC Edge, Streamline Innovation est en mesure de poursuivre l'itération et l'intégration de nouvelles intelligences. Le Dr Photos ajoute : "Nous avons JavaScript, nous avons des scripts Python. Nous avons un modem, allons au service national de météorologie. Nous obtenons les prévisions météorologiques pour les six prochaines heures, et nous déterminons la température de notre chauffage sur cette base. Nous sommes capables d'éteindre nos unités pendant les alertes à la tornade."

Déploiement de clients à distance dans le bassin permien

Streamline Innovations a déployé plusieurs unités Valkyrie pour un projet client Super Valkyrie à Pecos, au Texas, pour traiter 16 millions de pieds cubes de gaz. Le projet comprend trois usines de minage et trois skids Valkyrie distants répartis sur huit miles. Le client exigeait un temps de fonctionnement minimum de 95 % et un budget déterminé.

Grâce à sa plateforme intelligente, Streamline Innovations a connecté ses unités à un réseau étendu (WAN) TropOS pour permettre la visibilité de la salle de contrôle à distance et la connexion par des appareils mobiles.

Alors qu'une telle solution nécessiterait normalement six opérateurs à plein temps et une importante capacité de maintenance sur appel pour fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, l'objectif est de la faire fonctionner avec deux personnes à plein temps et un minimum de personnel de maintenance hors site.

Depuis son siège de San Antonio, les équipes surveillent 50 indicateurs clés de performance (ICP) à partir des unités distantes. Le logiciel Inductive Automation Ignition fonctionnant dans la salle de contrôle dirige la maintenance et les appels, ce qui rend les diagnostics et les réparations plus efficaces. Grâce aux capacités supplémentaires d'apprentissage automatique et de maintenance prédictive, la maintenance est moins fréquente.

Le Dr Photos explique : "Ce que l'opérateur voit dans la salle de contrôle, sur les patins et au siège de San Antonio est identique. Notre système de contrôle supervise l'ensemble de l'unité, ce qui nous apporte une valeur ajoutée considérable."

"Avec cette approche, il n'y a plus d'obstacle à la construction d'équipements intelligents pour couvrir l'ensemble de la filière du pétrole et du gaz, de la tête de puits aux ventes. Edge est l'avenir de l'informatique et de la télématique."
Peter Photos
CTO
Streamline Innovations

Nouvelles opportunités pour l'intelligence pétrolière

Le projet Super Valkyrie utilisant ztC Edge a permis aux usines et aux unités d'amines intelligentes de fonctionner à 99,5 % de leur temps de fonctionnement - dépassant largement le minimum de 95 % stipulé par le client avec une visibilité, une fonctionnalité et une analyse complètes depuis la salle de contrôle centrale située à plusieurs heures de distance. Les besoins en personnel ont été réduits de 66 % et ont contribué au respect du budget d'automatisation du client.

"Après avoir vu ce dont la plateforme Stratus Edge Computing est capable dans une solution complexe comme le Valkyrie, il est clair que la technologie de pointe a beaucoup à offrir à l'industrie pétrolière et gazière - têtes de puits intelligentes, unités de glycol intelligentes, skids JT (Joule Thomson) intelligents, et bien plus encore.

"Nous avons fait de la plate-forme intelligente Valkyrie un ensemble clé en main, ce qui la rend si simple. Et avec la capacité de surveillance à distance, tout devient modulaire. Nous prenons la technologie Stratus qui est disponible sur étagère et la mettons dans des boîtes, et nous transformons un projet de technologie opérationnelle en un service."

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