Nouvelle solution intelligente à commande thermique pour le jaugeage des réservoirs et la détection des fuites

FLIR et CleanConnect.ai permettent la surveillance à distance du niveau des réservoirs et la détection des gaz au Colorado.

Les États-Unis sont le premier pays producteur de pétrole et de gaz au monde, et l’État du Colorado est un producteur notable sur le marché américain. Les nouvelles réglementations du Colorado ont imposé un niveau plus élevé de contrôle des émissions et de protection de l’environnement. Les producteurs de pétrole et de gaz du Colorado se tournent vers FLIR et CleanConnect.ai pour une solution intelligente qui exploite l’imagerie thermique et l’intelligence artificielle pour la surveillance à distance du niveau des réservoirs afin de détecter les gaz 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.

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Aux États-Unis, on compte plus de 900 000 puits de pétrole et de gaz en activité. CleanConnect.ai pense que d’ici trois ans, environ 10 000 de ces sites aux États-Unis et au Canada seront surveillés et gérés à distance en exploitant la puissance de l’intelligence artificielle (IA) pour atteindre une conformité environnementale autonome, des opérations sur le terrain et une optimisation prédictive. Avec l’adoption de nouvelles réglementations environnementales, les producteurs de pétrole et de gaz dans des États comme le Colorado sont à la recherche de solutions permettant la surveillance à distance du niveau des réservoirs et l’imagerie optique à gaz (IOG) pour réduire les émissions. Des entreprises comme FLIR Systems et CleanConnect.ai sont à l’avant-garde de cette poussée technologique, fournissant des solutions de jaugeage de réservoir et d’IOG pour améliorer l’efficacité opérationnelle, satisfaire à la conformité réglementaire et soutenir l’indépendance énergétique.

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APPLICATIONS AUX NOUVELLES RÉGLEMENTATIONS

La surveillance du niveau des réservoirs est une pratique essentielle sur les plateformes de forage de pétrole et de gaz. La mesure du niveau des réservoirs permet aux équipes de maintenance de s’assurer qu’il n’y a pas de débordement ou de savoir quand le réservoir est vide. Selon les applications, la jauge peut également aider à calculer les débits des réservoirs et à identifier les interfaces possibles entre les matériaux qui peuvent provoquer des accumulations (boues) ou des émulsions.

Traditionnellement, les opérateurs utilisent le radar à ondes guidées pour l’entretien des réservoirs, ce qui implique l’ouverture de la « trappe du voleur » au sommet du réservoir. L’ouverture de la trappe du voleur est un grand émetteur de composés organiques volatils (COV), qui nuisent à l’environnement et posent des problèmes de sécurité pour les travailleurs. Dans l’État du Colorado, le projet de loi 19-181 du Sénat (SB 19-181) interdit strictement l’ouverture des trappes à voleurs pour ces raisons, avec des contrôles spécifiques des hydrocarbures via les émissions de pétrole et de gaz décrits dans le règlement 7 du Colorado. Tous ces éléments font que les solutions non invasives et télécommandées pour la surveillance du niveau des réservoirs sont une nécessité.

Une autre facette de la réglementation SB 19-181 du Colorado est l’obligation de surveiller les émissions de gaz en temps réel. Actuellement, de nombreux sites emploient des équipes de détection et de réparation des fuites (LDAR) pour inspecter les fuites et enregistrer les résultats tous les 30 jours. Mais cette solution peut demander beaucoup de travail, car il y a souvent des centaines, voire des milliers de composants à inspecter sur de nombreux sites.

Même si les exploitants engageaient dix fois plus d’équipes LDAR, il leur serait presque impossible d’assurer une surveillance continue des émissions de gaz pour les 43 000 sites à Colorado seulement. Il est donc crucial de trouver une solution autonome pour se conformer aux réglementations de l’industrie, réduire les coûts d’exploitation et augmenter l’efficacité des sites de remplissage.

CRÉER UNE SOLUTION NOVATRICE

Dans le sillage de l’émergence de lois environnementales sur le marché du pétrole et du gaz, CleanConnect.ai a commencé à développer une solution qui exploiterait l’IA et l’imagerie thermique pour aider les opérateurs pétroliers et gaziers à se mettre en conformité. À la recherche d’un fournisseur d’imagerie thermique, l’équipe a contacté le dirigeant du marché, FLIR Systems, en janvier 2020, pour collaborer à une solution innovante.

« FLIR a été formidable depuis le début », a déclaré David Conley, directeur de l’exploitation et cofondateur de CleanConnect.ai. « FLIR a des années d’expérience d’IOG sur le marché du pétrole et du gaz et a compris notre vision. FLIR était déjà au fait des dernières réglementations et avait hâte de voir le projet aboutir. »

Depuis plus de dix ans, FLIR a développé des caméras infrarouges de détection de gaz à la pointe de l’industrie qui visualisent les fuites de gaz de toutes sortes. Une solution éprouvée d’imageurs thermiques fixes et à balayage horizontal et vertical (PTZ) permet aux équipes de maintenance de mesurer le niveau des réservoirs, d’identifier les éventuelles fuites de gaz et de surveiller les actifs. Les caméras thermiques FLIR offrent une qualité d’image supérieure, produisant une vidéo optimisée pour l’analyse qui peut également répondre aux exigences de la détection de fuites.

« Depuis que FLIR a introduit l’imagerie optique à gaz en 2005 avec notre caméra FLIR GasFindIR, nous avons travaillé avec les dirigeants de l’industrie au niveau mondial pour nous assurer que les opérateurs disposent des solutions technologiques de détection de gaz adaptées à leurs besoins », a déclaré Craig O’Neill, le directeur mondial des solutions FLIR pour l’industrie pétrolière et gazière. « Cette nouvelle collaboration avec CleanConnect.ai est un excellent moyen pour nous de donner aux dirigeants du secteur pétrolier et gazier les moyens d’économiser de l’argent et d’améliorer l’environnement en maintenant le gaz dans le système. »

Basée à Berthoud, dans le Colorado, CleanConnect.ai a été fondée dans le but de protéger l’industrie pétrolière et gazière tout en contribuant à un environnement plus propre. En fournissant un logiciel d’IA très performant, la technologie de CleanConnect.ai aide les producteurs de pétrole et de gaz à accroître la rentabilité et la conformité réglementaire des sites d’enfouissement sans avoir à embaucher du personnel supplémentaire.

DES ADOPTEURS PRÉCOCES DE SOLUTIONS INTELLIGENTES

Si les producteurs de pétrole et de gaz ne respectent pas les normes de la loi SB 19-181 du Colorado, ils peuvent être soumis à de lourdes amendes, à des fermetures d’exploitation, à des risques environnementaux et à des blessures pour les travailleurs. Lorsque CleanConnect.ai a présenté à ses clients la solution intégrée de FLIR et CleanConnect.ai, ils ont été impatients de la mettre en œuvre. Au cours de l’été 2020, CleanConnect.ai a installé cette technologie novatrice sur trois sites, l’installation ne nécessitant que quelques jours sur chaque emplacement. La taille de chaque site varie de un à cinq acres et utilise la solution de FLIR et de CleanConnect.ai pour surveiller les actifs, notamment les réservoirs de l’équipement de production, les compresseurs, les bâtiments de levage de gaz, les densités de circulation équivalentes et les torchères.

« L’ensemble du système CleanConnect.ai est construit sur une plateforme qui peut créer, gérer et déployer des données à partir de n’importe quel dispositif IIoT donnant des données exploitables en temps réel sur les opérations, » a expliqué M. Conley.

Les clients de CleanConnect.ais sont parmi les premiers à adopter cette solution intelligente, qui les rapproche d’un fonctionnement autonome. Ces producteurs de pétrole et de gaz servent également de modèle à imiter pour les autres clients du secteur, non seulement dans le Colorado, mais aussi dans le reste des États-Unis.

COMMENT FONCTIONNE LA SOLUTION

Pour l’imagerie optique des gaz sur ces plots, la caméra FLIR G300a a été installée avec le logiciel AI de CleanConnect.ai. La plupart des gaz sont invisibles à l’œil nu sans technologie spécialisée. FLIR produit une gamme de caméras IOG qui permettent de détecter le méthane, l’hexafluorure de soufre et des centaines d’autres gaz industriels de manière rapide, précise et sûre, sans avoir à arrêter le système. Les caméras FLIR IOG permettent aux opérateurs de balayer rapidement un large éventail d’équipements et de sonder des zones qui peuvent être difficiles à atteindre avec les seuls outils de mesure par contact. Les caméras IOG permettent de détecter les fuites de gaz à une distance sûre, en les affichant sous forme de nuages de fumée visibles.

Les caméras FLIR G300a ont été placées sur des unités orientables, permettant aux opérateurs de maintenance de surveiller l’ensemble de la propriété grâce à la technologie d’imagerie optique des gaz. Toutes les quelques minutes, le système de détection balaie l’ensemble du tampon, à la recherche d’anomalies. Le logiciel de CleanConnect.ai ingère les données brutes des caméras et les soumet à des algorithmes d’apprentissage automatique pour identifier les fuites de COV. La solution étant directement connectée au système SCADA (Contrôle et acquisition de données (Supervisory Control and Data Acquisition)) des utilisateurs, elle fournit aux opérateurs des renseignements sur la localisation et la gravité de la fuite dans les dix minutes qui suivent son identification.

Pour la surveillance du niveau du réservoir, la FLIR Elara™ Série FB O a été déployée sur les plots pour fournir une imagerie thermique brute, qui a ensuite été analysée par le logiciel CleanConnect.ai. La solution combinée de FLIR et de CleanConnect.ai permet de mesurer le niveau des réservoirs en observant les changements de chaleur entre les parois extérieures du réservoir et produit un affichage du « pourcentage de remplissage COMPLET » de chaque réservoir. Les données de télémétrie du niveau du réservoir sont ensuite envoyées directement au système SCADA, ce qui permet aux opérateurs de recevoir des alertes en temps voulu.

RÉSULTATS

« La solution de FLIR et CleanConnect.ai permet aux opérateurs d’économiser des millions de dollars en amendes potentielles, et élimine les faux positifs associés aux solutions concurrentes, » a déclaré M. Conley. « Grâce à la possibilité de surveiller en permanence les émissions de COV, les exploitants constatent des avantages sur un certain nombre d’indicateurs, ce qui permet de prévenir les dommages environnementaux et de modifier la perception de l’industrie par le public. »

Ces solutions autonomes nécessitent moins de personnel, ce qui réduit l’empreinte globale de l’opérateur et, au final, les coûts d’exploitation. Le système est également conçu pour répondre entièrement à la méthode EPA 21 AWP et aux spécifications Quad Oa (EPA 40 CFR Part 60, Subpart OOOOa), la norme industrielle actuelle utilisée par les équipes LDAR.

Pour la surveillance du niveau des réservoirs, il a été démontré que la solution de FLIR et de CleanConnect.ai est aussi précise qu’un radar à ondes guidées, sans jamais obliger les opérateurs à ouvrir une trappe de voleur; cela élimine des milliers de tonnes métriques d’émissions de COV gazeux . La nature autonome du système FLIR et CleanConnect.ai augmente la sécurité et le bien-être des employés sur le lieu de travail. Il élimine également les pratiques à risque grâce à la surveillance à distance, qui permet aux équipes de maintenance de ne plus s’exposer physiquement à des gaz nocifs. Il en résulte une plus grande efficacité, la sécurité publique, la santé environnementale et la tranquillité d’esprit.

Vous trouverez de plus amples renseignements sur les caméras optiques d’imagerie gazeuse ou sur cet exemple d’application ici.