Metoder for å detektere og løse driftsproblemer online

Transkript

1 Prosessovervåking og tilstandskontroll Metoder for å detektere og løse driftsproblemer online Tor Heitmann Daglig leder Mator NIF SEMINAR Tønsberg, September 2003 Arild Aarskog Sr. prosess Ingeniør Ekofisk Drift ConocoPhillips

2 Fortid Før måtte vi logge en god del data manuelt på land. Dette var tidkrevende og det var begrensninger i mengde informasjon og data en kunne håndtere. Programmer snakket ikke sammen.

3 Glycol regeneration/ Drizo 2 Framtid Mer tilgjengelig informasjon som kan behandles på et mye mer avansert nivå :29: _J-43-TIC M V Te m p C _J-43-TIC M V Te m p C _J-43-TT Te m p C _J-43-LIC M V % _J-43-TIC M V Te m p C _J-43-AT Te m p C _J-43-FIC-80156MV m3/h 180 _J-43-LT % EKOJ REG reflux bottom EKOJ REG solveheat EKOJ GC Inlet Cooler E K O J RE G s olve level EKOJ REG solve wtr EKOJ Dew Point W tr? EKOJ REG strip solve flow EKOJ Reboiler level

4 Hva ser vi etter i prosessen og hvorfor? Vi vet for lite om hva som egentlig skjer Hvordan få disse data og hvilke trenger vi??

5 Prosess tilstandskontroll og overvåking: Behov fra Operatørselskap Ny teknologi innen kommunikasjon og IT har gjort det mulig å gjøre informasjon tilgjengelig i sann tid Dette muliggjør at vi kan fjernovervåke og ta tilstandskontroll på utstyr. Vi kan hente ut mer informasjon Vi har større krav til utstyr og ytelse, og mer utviklede metoder gjør at vi kan analysere Prosessen bedre enn før

6 Prosess tilstandskontroll og overvåking: Hvilket utstyr/verktøy har vi innomhus Fiberoptisk kabel Simuleringsverktøy ASSETT, dynamisk HYSYS steady state(også dynamisk Eldfisk prosess) PI Online ABB Onshore operasjons-senter(kommer) Erfarings data

7 Feilsøking Hvordan tilnærme seg et problem? Involvere hvem og hva?

8 Kompetanse Hvilken kompetanse trengs og hvordan få denne?

9 Hvilken informasjon kan vi hente ut fra prosessutstyret under normale omstendigheter? Hvorfor trenger vi denne informasjonen? Hvordan kan vi utnytte moderne metoder innen IKT og fjernovervåking? Hvilke testmetoder kan brukes på stedet? Hvem kommer eventuelt data/erfaringer til nytte for?

10 EKOFISK DRIFTSOPTIMALISERING I PRAKSIS ASSETT Dynamisk Simulator KUNNE VELGE MELLOM TO TIE-IN PUNKTER

11 Simuleringer som ble gjort ifbm Ejectorprosjektet Vurdering av tie-in punkter Effekt av kompressor trip/ustabilitet Trykk svingninger i systemet Start/stopp av Ejektorer Kjøring av 1 og 2 Ejektorer Vurdering av kontroll-strategi

12 Online ABB data Online data fra kontroll-systemet var tilgjengelig i samme rom som dynamisk simulering ble utført Dette medførte at vi lett kunne sammenligne data og verifisere mot reelle verdier under hele kjøringen

13 Simuleringer og analyser som ble gjort ifbm optimalisering av Glykolregenerering på 2/4J Vurdering av hele systemet og laging av fullstendig HYSYS modell. Laging av PI-trender Effekt av ustabiliteter Mengde og komposisjon av solvent og glykol Vurdering av prosessparametre og utstyr Vurdering av kontroll-strategi Lab prøver

14 Metoder og verktøy for å detektere og løse driftsproblemer: PI/EXCEL//HYSYS/ASSETT SIMULATOR/ABB Control system/sap/web (Her viser vi de forskjellige verktøy vi har og hvordan vi kan få disse til å snakke sammen og klippe og lime informasjon over i andre program. På denne måten kan en ha en svært god kontroll med parametere og utvikling) Tidsintervall, solvent påfylling Glycol regeneration/ Drizo :29: _J-43-TIC-24572MV TempC 205 _J-43-TIC-80170MV TempC _J-43-TT TempC _J-43-LIC-80148MV % _J-43-TIC-80138MV TempC 190 _J-43-AT TempC 185 _J-43-FIC-80156MV m3/h _J-43-LT % EKOJ REGreflux bottom EKOJ REGsolveheat EKOJ GCInlet Cooler EKOJ REGsolve level EKOJ REGsolve wtr EKOJ DewPoint Wtr? EKOJ REGstrip solve flow EKOJ Reboiler level Trend, tidsintervall mellom påfylling Påfylling Timer mellom hver fylling Gas time Glycol Solvent BTEX Trend, gassrate

15 Sanntid simulering Bruker PI og overfører data automatisk til HYSYS og videre til Excel Main menu HP s ep rates and levels Glycol regeneration/ Drizo 1 NGL Stabiliser E E Heat Exchangers Cooling water Exp scrubber :00 1:00 6: HP sep rates levels pressure Glycol regeneration/ Drizo 2 NGL Spike Gas Cooling :18:07 skifte av reflux coil E E E E :00 1:00 6: LP separator Test separator Hydrocyclone/ flashtank Flow Metering HP-compressor/high rate test 1.E E E E E+07 2.E+07 2.E+07 5.E+ 1.5E+07 1.E E 1.E E+07 5.E E :00 1:00 6: H2S sy stem Flash separator Pipeline compressors Expander inlet cooler Expander/recompr 2.E E E E E+07 1.E E :00 1:00 6: Scrubbere :18:10 Exp scrubber Exp scrubber Flash gas A Flash gas B E E+07 1.E E E+ 1.E+07 1.E E+06 5.E Glycol Solvent BTEX

16 Diskusjon

17 Arild Tor

18 Informasjonsflyt Datainnsamling Behandling Analyser Diskusjon/vurdering Konklusjon/vedtak Erfaringsoverføring Kost/nytte

19 Feilsøking en systematisk gjennomgang Brønnstrøm Høyt væskeinnhold HP Separator Vane Pack Demister New Cylone Pkg. Demister Vane Pack Høyt vanninnhold Weir Plate (existing) See Detail Access panel 500x500 (both ends) North Continuation pipework Weir Plate (existing) Høyt oljeinnhold

20 Fokus må være å løse årsaken, ikke kun reparere virkningen!

21 Problemområder - 1 Vane Pack Weir Plate (existing) See Detail Demister HP Separator Access panel 500x500 (both ends) New Cylone Pkg. Demister Vane Pack Fluid forhold Design Regulering Drift North Continuation pipework Weir Plate (existing)

22 Problemområder - 2 Reservoar Rørgeometri Slugging Feil design ESP Temperatur Interfasenivå Design vindu Gassløft Brønnstimulering Væskenivå Kalibrering GOR Brønntesting Skumming Tuning WC Viskositet Densitet Voks Asfaltener Vane Pack Weir Plate (existing) See Detail North HP Separator Demister New Cylone Pkg. Demister Vane Pack Access panel 500x500 (both ends) Continuation Weir Plate pipework (existing) Setpunkt Skjevfordeling Gassgjennomslag Væskemedrivning Tett innmat Naftener Kortslutningsstrømmer Produksjonskjemikalier Avsetninger Væskedynamikk Korrosjonsinhibitor Faststoff Resirkuleringsstrømmer Emulsjoner

23 Simulerings- og designverktøy Termodynamikk steady-state Fluid dynamikk Separasjonsberegninger

24 Standard laboratorieanalyser Konsentrasjonsanalyser WiO OiW BS&W Flasketester RVP Filletester Stirred shaken! OiW, IR WiO, KF Separated Time

25 Separasjonstester Water Chemicals MTS prøvesylinder 1-g testing Hotspin høy-g testing MTU separator testing Remaining water in oil Spinning time

26 Dråpe/partikkelmålinger Laser diffraksjon!

27 Nøytron skanning Gamma skanning Skanning 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, ,5 4 3, ,5 2, ,5 1, ,5 0,5 7 6m 4m 2, ,6 BF 4m 6m 7

28 Radioaktiv sporstofftesting Injeksjon av radioaktive sporstoffer med påfølgende deteksjon 1. injeksjon Intensitet Inn 1 Inn 2 Inn 3 Inn 4 Ut 1 Ut 2 Ut 3 Ut Tid (s)

29 Infrarød termografi IR testing

30 Ultralyd Puls-ekko ultralyd måling Foreløbig på utviklingsnivå HF Gas Foam Oil SEPARATOR Emulsion HF Water HF Clamp-on sensor

31 Drift Kommunikasjon Driftsprosedyrer / rutiner Kompetanse / kurs

32 Kalibrering Tuning Dynamisk testing Regulering

33 Design Driftsbetingelser versus designvindu Designverifikasjon

34 Egnet verktøy for ulike parametre

35 Egnet verktøy for ulike parametre

36 Egnet verktøy for ulike parametre

37 Informasjonsflyt Datainnsamling Behandling Analyser Diskusjon/vurdering Konklusjon/vedtak Erfaringsoverføring Kost/nytte