Prosessovervåking og tilstandskontroll Metoder for å detektere og løse driftsproblemer online Tor Heitmann Daglig leder Mator NIF SEMINAR Tønsberg, 23.-25. September 2003 Arild Aarskog Sr. prosess Ingeniør Ekofisk Drift ConocoPhillips
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.
Glycol regeneration/ Drizo 2 Framtid Mer tilgjengelig informasjon som kan behandles på et mye mer avansert nivå 26.08.2003 15:29:03 210 250 250 100 100 0 3 100 _J-43-TIC -24572M V 194.78 205 Te m p C _J-43-TIC -80170M V 218.25 Te m p C 200 195 190 _J-43-TT-02062 23.95 Te m p C _J-43-LIC -80148M V 78.90 6 % _J-43-TIC -80138M V 18.03 1 Te m p C _J-43-AT-02161-42.328 185 Te m p C _J-43-FIC-80156MV 1.247 5 m3/h 180 _J-43-LT-24530 55.53 1 % 175 170 0 0 0 0-40 0 0 20.8.03 21.8.03 22.8.03 23.8.03 24.8.03 25.8.03 26.8.03 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
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??
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
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
Feilsøking Hvordan tilnærme seg et problem? Involvere hvem og hva?
Kompetanse Hvilken kompetanse trengs og hvordan få denne?
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?
EKOFISK DRIFTSOPTIMALISERING I PRAKSIS ASSETT Dynamisk Simulator KUNNE VELGE MELLOM TO TIE-IN PUNKTER
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
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
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
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 2 26.08.200315:29:03 210 250 250 100 100 0 3 100 _J-43-TIC-24572MV 194.78 TempC 205 _J-43-TIC-80170MV 218.25 TempC _J-43-TT-02062 200 23.95 TempC _J-43-LIC-80148MV 78.906 195 % _J-43-TIC-80138MV 18.031 TempC 190 _J-43-AT-02161-42.328 TempC 185 _J-43-FIC-80156MV 1.2475 m3/h _J-43-LT-24530 180 55.531 % 175 170 0 0 0 0-40 0 0 20.8.03 21.8.03 22.8.03 23.8.03 24.8.03 25.8.03 26.8.03 EKOJ REGreflux bottom EKOJ REGsolveheat EKOJ GCInlet Cooler EKOJ REGsolve level EKOJ REGsolve wtr EKOJ DewPoint Wtr? EKOJ REGstrip solve flow EKOJ Reboiler level 04 00 19 14 09 04 Trend, tidsintervall mellom påfylling 00 0.00 01.05.2003 03.05.2003 05.05.2003 07.05.2003 09.05.2003 11.05.2003 13.05.2003 15.05.2003 17.05.2003 19.05.2003 Påfylling Timer mellom hver fylling Gas rate @ time Glycol Solvent BTEX Trend, gassrate 10 1.25 50 5 1 35 2 0.5 15 16.00 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00
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 10 0 100 1.E+07 1000 100 210 250 250 50 5 2.E+07 100 100 10 0 1 50 15 Heat Exchangers Cooling water Exp scrubber 1 1000 50 10 0 50 100 100 1 90 50 190 50 500 50 0 0 0 0 0 170 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0-15 -4 0 0 0 0 0 0 0 10 20 :00 1:00 6: 00 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 HP sep rates levels pressure Glycol regeneration/ Drizo 2 NGL Spike Gas Cooling 26.08.2003 15:18:07 skifte av reflux coil 10 0 100 1.E+07 1000 30 210 250 250 10 0 100 0 100 100 10 0 50-35 10 50 100 100 15 70 100 70 1.5E+07 15 10 0 100 15 1.E+07 50 190 50 20 5.E+06 0 0 0 0 18 170 0 0 0 0-40 0 0 0 0 15-40 0 0 0-15 30 0 30 0-15 0 0-1 20 :00 1:00 6: 00 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 LP separator Test separator Hydrocyclone/ flashtank Flow Metering HP-compressor/high rate test 1.E+05 100 400 7.E+06 1 100 100 0 1.E+05 100 100 10 00 1000 1.E+0 2.00E+07 2.E+07 2.E+07 5.E+ 1.5E+07 1.E+06 100 1.E 1.E+07 50000 50 50 1.00E+07 5.E+06 0 0 0 0 0 0 0 40 0 0 0 0 0 0 0.00E+00 0 0 0 0 0 0 0 20:00 1:00 6: 00 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 H2S sy stem Flash separator Pipeline compressors Expander inlet cooler Expander/recompr 2.E+07 10 10 10 0 100 10 100 2 100 100 1000000 2 70 100 70 100 1.E+06 12 100 200 15 1.5E+07 50 1001.5E+07 100 100 100 10 1.E+07 1.E+07 50 40 50 5.E+06 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0-15 0 20 70 0 0 0 0 0 21.8.03 23.8.03 25.8.03 20:00 1:00 6:00 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 Scrubbere 26.08.2003 15:18:10 Exp scrubber Exp scrubber Flash gas A Flash gas B 100 100 10 0 100 1.5E+07 90 1.5E+07 1.E+06 100 15 1.5E+07 20 25 15 1.E+ 1.E+07 1.E+07 50 50 50 5.E+06 5.E+06 0 0 0 0 0 10 0 0 0 5 0 0 15 5 0 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 21.8.03 23.8.03 25.8.03 Glycol Solvent BTEX 10 1.25 50 5 1 35 2 0.5 15
Diskusjon
Arild Tor
Informasjonsflyt Datainnsamling Behandling Analyser Diskusjon/vurdering Konklusjon/vedtak Erfaringsoverføring Kost/nytte
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
Fokus må være å løse årsaken, ikke kun reparere virkningen!
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)
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
Simulerings- og designverktøy Termodynamikk steady-state Fluid dynamikk Separasjonsberegninger
Standard laboratorieanalyser Konsentrasjonsanalyser WiO OiW BS&W Flasketester RVP Filletester Stirred shaken! OiW, IR WiO, KF Separated Time
Separasjonstester Water Chemicals MTS prøvesylinder 1-g testing Hotspin høy-g testing MTU separator testing Remaining water in oil Spinning time
Dråpe/partikkelmålinger Laser diffraksjon!
Nøytron skanning Gamma skanning Skanning 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 4 3,5 4 3,5 3 3 2,5 2,5 2 2 1,5 1,5 1 1 0,5 0,5 7 6m 4m 2,6 0 0 0 2,6 BF 4m 6m 7
Radioaktiv sporstofftesting Injeksjon av radioaktive sporstoffer med påfølgende deteksjon 1. injeksjon 1400 1200 Intensitet 1000 800 600 400 200 Inn 1 Inn 2 Inn 3 Inn 4 Ut 1 Ut 2 Ut 3 Ut 4 0-200 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Tid (s)
Infrarød termografi IR testing
Ultralyd Puls-ekko ultralyd måling Foreløbig på utviklingsnivå HF Gas Foam Oil SEPARATOR Emulsion HF Water HF Clamp-on sensor
Drift Kommunikasjon Driftsprosedyrer / rutiner Kompetanse / kurs
Kalibrering Tuning Dynamisk testing Regulering
Design Driftsbetingelser versus designvindu Designverifikasjon
Egnet verktøy for ulike parametre
Egnet verktøy for ulike parametre
Egnet verktøy for ulike parametre
Informasjonsflyt Datainnsamling Behandling Analyser Diskusjon/vurdering Konklusjon/vedtak Erfaringsoverføring Kost/nytte