Manutenção preditiva

A Emerson está fornecendo serviços de manutenção preditiva e serviços de suporte operacional à BP em sua plataforma Clair Ridge. (Foto: BP)

Os gerentes de ativos que utilizam tecnologias avançadas de sensores, vastos pools de dados armazenados e processados e análises em tempo real são capazes de prever - e evitar - falhas dispendiosas nos componentes.

Um relatório recente do Lloyd's Register aponta que a manutenção preditiva provou levar a uma economia de 10% a 40%, mas apenas 18% dos pesquisados na indústria de petróleo e gás dos EUA adotaram essa abordagem. Mas o interesse e a implementação no mundo real estão aumentando.

À medida que as tecnologias continuam a melhorar e os ativos no setor offshore de petróleo e gás se tornam cada vez mais digitalizados, a manutenção preditiva está surgindo como um meio para melhorar a produtividade operacional, a eficiência e a segurança, e os benefícios estão sendo vistos em todo o setor.

A adoção de análise de dados e tecnologias digitais para manutenção e operações de ativos pode aumentar a produção e reduzir os custos de manutenção, apresentando um valor de 1,5 bilhão de libras (US $ 1,8 bilhão) anualmente para a plataforma continental do Reino Unido (UKCS), de acordo com um estudo publicado em 2018 por Autoridade de Petróleo e Gás, Conselho de Liderança Tecnológica e Centro de Tecnologia de Petróleo e Gás.

O mesmo estudo, que examinou o uso de dados de equipamentos de produção e operações de ponta, e como ele pode melhorar a eficiência da produção e o planejamento de manutenção, descobriu que cerca de 110 milhões de barris de óleo equivalente foram perdidos devido a falhas críticas de equipamentos no UKCS em 2017.

A Emerson é uma das empresas que fornece recursos de manutenção preditiva para ajudar a evitar as falhas dispendiosas do equipamento e as perdas de produção. Sob um contrato de longo prazo com a BP, a empresa sediada nos EUA está fornecendo serviços preditivos de manutenção e suporte operacional para dois dos ativos operacionais da supermajor do Reino Unido nas águas inóspitas a oeste de Shetland.

A Emerson foi a principal contratada de automação para os projetos da unidade flutuante de produção, armazenamento e descarga (FPSO) da Glen Lyon e da plataforma Clair Ridge, e garantiu um prêmio adicional de cinco anos para fornecer serviços de suporte operacional em andamento, monitoramento remoto e tecnologias de manutenção preditiva para ambos. projetos.

As soluções Clair Ridge e Glen Lyon confiam nas tecnologias, software e serviços do ecossistema digital Plantweb da Emerson, incluindo os sistemas de controle e segurança integrados DeltaV, software de gerenciamento de ativos AMS, bem como dispositivos de medição e controle, que fornecem dados e análises de produção em tempo real plantar pessoal. A BP é capaz de controlar operações localmente, enquanto monitora remotamente a saúde da produção e dos ativos de um local em terra.

FPSO de Glen Lyon (Foto: BP)

Digital twin
Um facilitador essencial para a manutenção preditiva é o gêmeo digital , que é essencialmente uma representação virtual de um ativo físico. É importante ressaltar que os gêmeos digitais facilitam as decisões de engenharia, produção e manutenção orientadas por dados.

A Aker Solutions está construindo um gêmeo digital completo do sistema de produção no campo Nova, operado por Wintershall-Dea, atualmente sendo desenvolvido como uma ligação submarina à plataforma Gjøa, operada por Netuno, na seção norueguesa do Mar do Norte.

Especialistas da casa de software da Aker Solutions ix3 trabalhando para criar o gêmeo digital da Nova analisaram recentemente como podem ser adicionados o streaming de dados ao vivo e o monitoramento do desempenho da condição (CPM), disseram Are Føllesdal Tjønn, chefe de desenvolvimento de software da Aker Solutions.

“Com o streaming de dados ao vivo, podemos fornecer monitoramento visual remoto e status de um sistema de controle submarino a partir de qualquer local com acesso à Internet, usando dados de processo ao vivo do 'cloud data lake' da Aker Solutions. Isso permitirá que os usuários verifiquem o estado atual de um sistema de controle, bem como suportam a localização de falhas ”, disse Tjønn.

“Estabelecemos um fluxo de dados em tempo real a partir do sistema de controle no data lake da Aker Solutions (gêmeo digital), processando o fluxo de dados para detectar anomalias e criar insights sobre condições e desempenho, além de visualizar dados, anomalias e insights em um usuário aplicação amigável ”, acrescentou.

Um gêmeo digital completo do campo do sistema de produção Nova que está sendo construído pela Aker Solutions permitirá recursos de manutenção preditiva. (Imagem: Aker Solutions)

O aplicativo de software para monitoramento de condições Subsense da empresa, sendo implementado com a ajuda da empresa Cognite, da Aker, permite que os dados do sistema de controle sejam transferidos para a nuvem, para que possam alcançar os especialistas no assunto e os programas de análise, disse Tjønn.

Por meio da plataforma digital dupla, que a Aker Solutions chama de Integral, o Subsense pode ser integrado a uma oferta mais ampla, como a Coabis para dados de inspeção, soluções corporativas dos clientes e / ou uma variedade de pacotes de terceiros. O Subsense permite que os usuários aproveitem os serviços de computação em nuvem, modelos de aprendizado de máquina e a capacidade de combinar dados de diferentes fontes, como registros de manutenção e dados de produtos, disse Tjønn.

“Em nosso mundo, uma falha geralmente é o resultado final de uma cadeia de eventos que ocorrem em diferentes subsistemas, onde os dados têm sido historicamente diferentes - em vários formatos, com diferentes níveis de fidelidade. Reunimos esses dados, 'uniformemente' e criamos insights a partir dos dados ”, disse Tjønn.

“O sistema está disponível para a equipe operacional, gerentes e engenheiros, tanto na operadora quanto na Aker Solutions, e geralmente funciona em segundo plano, fornecendo notificações. Nossa equipe de serviço monitora e faz interface diretamente com o aplicativo para garantir que as notificações que chegam à sala de operações agreguem valor e não distraiam as agendas já ocupadas. ”

“As análises de CPM são tipicamente planejadas para sistemas hidráulicos, sistemas elétricos, comunicações, eletrônicos, válvulas de porta, bloqueadores e instrumentação”, disse Tjønn.

“Aplicando o aprendizado de máquina avançado, o sistema aprende qual é o comportamento normal e pode destacar possíveis problemas antes que eles se transformem em falhas. Ele também aprende com os eventos em todos os ativos monitorados pela Aker Solutions, o que significa que o conhecimento pode ser compartilhado globalmente, sem dados sensíveis de cada campo individual. ”

Libertação de dados
As plataformas de petróleo e gás mais avançadas do mundo, como o Ivar Aasen, altamente digitalizado, operado pela Aker BP no setor norueguês do Mar do Norte, produzem mais do que apenas hidrocarbonetos. Eles também geram e transmitem grandes volumes de dados para serem interpretados e analisados.

Em 2018, a Aker BP assinou um “contrato de serviço inteligente” com a empresa de software Cognite e o fornecedor de bombas Framo, através do qual a Cognite libera e organiza os dados industriais da Aker BP para criar uma representação digital de Ivar Aasen, retrospectivamente e em tempo real. A Aker BP pode, então, extrair insights de dados operacionais para serem compartilhados com parceiros como o Framo para uso na manutenção preditiva.

Com acesso a dados ao vivo e contextualizados, o Framo pode criar seus próprios aplicativos para prever o status de seus equipamentos e planejar a manutenção com antecedência, disse Trond Petter Abrahamsen, diretor administrativo da Framo Services AS, em um comunicado quando o “contrato de liberação de dados ”Com Cognite e Aker BP foi anunciado. "O novo sistema envia dados inteligentes sobre nossas bombas, para que possamos prever o desempenho das bombas no futuro", disse ele.

Outro objetivo da iniciativa é mudar a abordagem tradicional de manutenção, disse Framo. O fluxo contínuo de dados ao vivo permite o monitoramento onshore de equipamentos, substituindo atividades de manutenção programada desnecessárias por manutenção, quando necessário.

“Enquanto nossos contratos de serviço definiam anteriormente as taxas horárias, agora vamos nos concentrar no tempo de atividade. Isso é algo completamente novo para nós e exigiu o design de novos contratos inteligentes com a Aker BP ”, disse Abrahamsen.

Usando dados ao vivo e contextualizados da plataforma Ivar Aasen, o Framo pode prever o status de seus equipamentos e planejar a manutenção com antecedência. (Foto: Aker BP)

Um aplicativo de IA
A empresa de serviços de campo petrolífero Baker Hughes, uma empresa da GE (BHGE) também está aprimorando seus recursos de manutenção preditiva. Sua joint venture com o fornecedor de software corporativo de inteligência artificial (AI) C3.ai lançou recentemente o BHC3 Reliability, um aplicativo de IA que fornece um aviso antecipado de tempo de inatividade da produção e risco do processo e fornece recomendações de prevenção de falhas e ações prescritivas.

O aplicativo geralmente disponível usa modelos preditivos de aprendizado profundo, processamento de linguagem natural e visão de máquina para agregar continuamente redes de sensores em toda a planta de dados, sistemas corporativos, notas de manutenção e esquemas de tubulação e instrumentação. Usando dados históricos e em tempo real de sistemas inteiros, os modelos de IA e de aprendizado de máquina identificam condições anômalas que levam à falha do equipamento e a perturbações do processo em qualquer número de ativos e processos e, em seguida, alerta o usuário a tomar ações proativas.

Um porta-voz da BHGE disse à Offshore Engineer que a empresa está atualmente trabalhando com um cliente na implementação do BHC3 Confiabilidade e que vários outros clientes manifestaram interesse.