Intelligenter Kohlenwasserstofftransfer bei Trigg Technologies

Hintergrund

Aufgrund des um die 100 USD pro Barrel schwankenden Ölpreises können durchgängige Abrechnungsfehler Öl- und Gasunternehmen jedes Jahr Millionen Dollar kosten. Genau dies ist in einem wichtigen Bereich des Ölgeschäfts geschehen: dem Kohlenwasserstofftransfer.

Kohlenwasserstoff wird an den unterschiedlichsten Standorten verarbeitet, oft in entlegenen Gebieten. An jedem Bohrloch, in jedem Speichertank, auf Offshore-Plattformen, an Pipelineeinlässen und Terminals bietet eine Skid-Einheit Käufern und Verkäufern einen unbeaufsichtigten Zugriff auf die Ölversorgung. Diese Einheit wird LACT genannt (Lease Automatic Custody Transfer). Sie besteht aus einer Reihe von Pumpen, Rohren und Ventilen, in denen sowohl die Qualität und Reinheit des Öls gemessen als auch Durchflussraten, Betriebsdrücke und weitere wichtige Parameter geregelt werden.

Die Verrechnung dieses Käufer-Verkäufer-Transfers geht weitaus weniger anspruchsvoll vonstatten. Die meisten LACT-Einheiten verfügen kaum über Automatisierung und noch weniger über Netzwerkverbindungen.

Das Ergebnis: Lkw-Fahrer, die Öl am LACT laden oder entladen, erstellen manuell ein Ticket, auf dem neben der Menge des transferierten Öls auch Qualitätsmetriken festgehalten werden, z. B. das spezifische Gewicht. Das Ticket wird dann in einem Briefkasten in der Nähe der Einheit hinterlassen.

Der LACT-Eigentümer holt die Tickets wöchentlich oder monatlich ab und übergibt sie den Büromitarbeitern zur Rechnungsstellung. Wenn es am LACT-Standort regnet oder der Fahrer vergisst, sein Ticket in dem Einmachglas zu versiegeln, das sich im Briefkasten befindet, kann es zu durchnässten und unleserlichen Tickets kommen, was die Arbeit der Büromitarbeiter erschwert.

Die zeitliche Verzögerung, die handgeschriebenen Tickets und andere Variablen erschweren die Bilanzaufstellung von Ölunternehmen. Die Zahlungszyklen im Kohlenwasserstofftransfer können 30 bis 90 Tage umfassen und enthalten eine Fehlerquote von 2 bis 8 %.

Dieses andauernde Problem bereitete Ted Hutto und Ronnie Riggs Kopfzerbrechen. Die beiden sind Miteigentümer von zwei in Texas ansässigen Unternehmen, die LACTs verkaufen, vermieten und instand halten: Panhandle Meter und Trigg Technologies. Die Miteigentümer sind sich des Einflusses bewusst, den Buchungsfehler und Rechnungsverzögerungen auf ihre Kunden ausüben.

Herausforderung

Panhandle Meter und Trigg Technologies verfügen über einen weit gestreuten Kundenstamm: Von Fuhrunternehmen in Familienhand mit weniger als zehn Lkw bis hin zu globalen Öl- und Gasproduzenten mit Umsätzen in Milliardenhöhe und Hunderten von Fahrzeugen sind sämtliche Unternehmensformen vertreten.

„Überall haben Kunden mit Abrechnungsfehlern zu kämpfen, die sich aus unleserlicher Handschrift und mangelhafter Schreibweise ergeben“, erklärt Hutto, wobei er hinzufügt, dass nur wenige LACT-Einheiten teilautomatisiert sind, über einen Touchscreen verfügen, einen Ticketausdruck vor Ort ermöglichen oder per SCADA verbunden sind. „Manchmal werden wichtige Informationen auf dem Ticket auch einfach nicht ausgefüllt.“

Dies stellt ein erhebliches Problem dar, denn das Abrechnungssystem für Kohlenwasserstofftransfers beruht darauf, dass die Fahrer der Öl- und Gastransporter die Tickets genau und vollständig ausfüllen. Leider besteht für die Fahrer wenig Anreiz für eine solche Genauigkeit, weil sie normalerweise – wie Hutto erklärt – nach Ladung bezahlt werden. Für ihre Vergütung ist die Lieferung entscheidend. Die genaue Menge und die Qualität des gelieferten bzw. abgeholten Öls spielen dabei keine Rolle.

Die meisten LACT-Einheiten befinden sich außerdem in entlegenen und kargen Gebieten, weit ab von herkömmlichen Kommunikationskanälen. Den Skids fehlt es daher oft an Infrastruktur vor Ort, wie sie für eine wirtschaftliche Datenerfassung und -übertragung zur Rechnungsstellung erforderlich wäre. Die physischen Distanzen erhöhen zudem die Kosten für die Unterstützung und Instandhaltung der LACTs.

Lösung

Hutto und Riggs wussten, dass ihre Kunden eine ticketlose Lösung zur Verbesserung der Genauigkeit und zeitlichen Koordinierung von Rechnungen begrüßen würden. Im Frühjahr 2013 wandten sie sich an Rockwell Automation, um sich über Automatisierungs- und Informationslösungen zu erkundigen, mit denen sie diese Probleme würden lösen können. Das Ergebnis sollte die LACT-Branche aus dem Vor-Informationszeitalter auf Augenhöhe mit moderner Automatisierungs- und Informationstechnologie bringen.

Rockwell Automation arbeitete eng mit Trigg zusammen, um die spezifischen Herausforderungen des LACT-Betriebs zu berücksichtigen. Mithilfe der Microsoft^® Windows Azure^™-Cloud-Plattform entstand eine schlüsselfertige APM-Lösung (Asset Performance Management). Die Daten aus der programmierbaren Allen‑Bradley^® CompactLogix^™-Automatisierungssteuerung – sowie Informationen aus einem Coriolis-Massendurchflussmessgerät von Endress+Hauser und einem Sediment- und Wasserdetektor – werden auf einer lokalen Bedienerschnittstelle oder einem industriellen PC-Bildschirm dargestellt und in die Windows Azure-Cloud übermittelt.

Sobald sie in der Cloud angekommen sind, führen Anwendungen von Rockwell Software^® die Echtzeit- und historischen Daten in Dashboards zusammen, die kontextbezogene Informationen zu Transfers, der Gesamtqualität des Öls und der Produktivität des Bohrlochs liefern. Die gemessenen Variablen und die entsprechenden Diagnosen lassen sich über eine gesicherte Internetverbindung von jedem beliebigen Standort aus abrufen.

Am LACT geben die Lkw-Fahrer eine Kennnummer in die Bedienerschnittstelle ein, starten den Transfer und können dann zusehen, wie ihre „Tickets“ automatisch ausgefüllt werden, während das Rohöl be- oder entladen wird. Diese Informationen werden (je nach LACT-Standort und Verfügbarkeit von Funknetzwerken) per Mobilfunk- oder Satellitenverbindung in die Cloud übertragen. Sofort wird automatisch eine Rechnung erstellt und an die Kundenadresse gesendet, die zu der Kennnummer gehört.

Eine zustandsabhängige Überwachungsschnittstelle und ein Alarmsystem für zu hohen Wassergehalt benachrichtigen die Bediener vor Ort wie auch dezentrale Akteure über etwaige Betriebsprobleme. Wenn der Wassergehalt des eingespeisten Öls die festgelegten Parameter überschreitet (die je nach Region unterschiedlich ausfallen können), schaltet das LACT die Pumpe automatisch ab. Wiederholungstätern kann die Kennnummer für bestimmte Einheiten gesperrt werden, was eine ganz neue Ebene der Qualitätssicherung für Kohlenwasserstofftransfers ergibt.

„Dank der Cloud ist alles, was die Lkw-Fahrer zu sehen bekommen und unternehmen, auch für verifizierte Benutzer in Instandhaltung, Betrieb und Management sichtbar“, erläutert Riggs. „Ein unmittelbarer Einfluss besteht in der Verbesserung der Rechnungsstellung, Instandhaltung und Produktqualität, doch die Cloud-basierte Lösung von Rockwell Automation eröffnet auch den Zugriff auf große Mengen an unerschlossenen Daten aus den LACT-Einheiten.“

Ergebnisse

In Feldtests verkürzten die LACT-Skids von Trigg mit der Rockwell Automation-Lösung die Abrechnungszeiträume verschiedener Unternehmen. Die Genauigkeit der Daten zur Kohlenwasserstoff-Zusammensetzung hat sich im Vergleich zu manuellen Systemen verbessert. Da die Informationen aus dem LACT-Steuerungssystem automatisch zum Ausfüllen der E-Tickets verwendet werden, sind Rechnungsfehler nahezu ausgeschlossen.

„Wenn man die großen Mengen an Rohöl bedenkt, die ein LACT-Skid transferiert, kann der Einfluss solcher Fehler enorm sein“, betont Hutto. „Stellen wir uns eine LACT-Einheit mit einer verpachteten Produktion von 3000 Barrel pro Tag vor. Wenn es zu Ungenauigkeiten von nur einem Prozent kommt, kann bei einem Preis von 100 USD pro Barrel Öl der jährliche Umsatzverlust mehr als eine Million Dollar betragen.“

Auch die Instandhaltung lässt sich nun kostengünstiger und zeitgerechter durchführen. Dank seiner proaktiven Alarmfunktionen benachrichtigt das LACT von Trigg die Benutzer per SMS oder E-Mail über dringende Situationen, damit sie sofort darauf reagieren können. Zum Beispiel wurde in einem Feldtest ein Pumpenmotor dezentral abgeschaltet, als Instandhaltungsmitarbeiter einen Alarm empfingen, dass die Energieverbrauchsparameter der Pumpe überschritten worden waren. Als die Bediener dann die Cloud-basierten Trendfunktionen abriefen, entdeckten sie, dass ein Siebfilter verschlissen war. Daraufhin konnten sie eine routinemäßige Instandhaltungsprüfung durchführen. Hierdurch wurde sowohl ein potenzieller Pumpenausfall verhindert, der 5000 USD gekostet hätte, als auch eine unnötige, aber kostspielige Notfall-Standortbesichtigung vermieden. Das Cloud-basierte System bietet außerdem die Flexibilität, Systemupdates und Modifikationen zentral auszuführen, mit sofortigem Einfluss im gesamten Netzwerk.

Trendfunktionen ermöglichen es Standort- und Betriebsmanagern auch, die Ölsorten, die aus den einzelnen Bohrlöchern fließen, genauer zu verstehen. Hierdurch wird eine langfristige, mehrere Bohrlöcher übergreifende Produktionsplanung möglich. Auch kann Öl aus verschiedenen Quellen gemischt werden, um ein konsistenteres Produkt zu erzielen.

„Die Feldtests waren extrem erfolgreich“, so Riggs. „Nun, da unsere Kunden beginnen zu begreifen, was sie mit diesen Informationen anfangen können, und sie gewinnbringend nutzen, möchten sie mehr davon.“

Riggs fährt fort: „Wir haben darüber diskutiert, die Lösung um Tablets und Mobiltelefone zu erweitern, damit die Lkw-Fahrer über eine direkte Verbindung zu einem Abfertiger verfügen. Dieser kann sie zum LACT mit der kürzesten Warteschlange leiten und so das Be- und Entladen beschleunigen.

Es gibt ein Interesse daran, das System um Gasüberwachungsanlagen, Rückverfolgung und Alarme für Schwefelwasserstoff zu erweitern, um den Umweltschutz zu verbessern. Seit Kurzem sprechen wir auch darüber, eine Systemänderung für die Beseitigung von Salzwasser vorzunehmen. Es ist geradezu so, als hätten wir eine Wundertüte für den eichpflichtigen Verkehr gefunden.“

„Am Anfang dieses Projekts ging es uns darum, Rechnungen schneller und genauer erstellen zu können“, fügt Hutto hinzu. „Aber dann stellten wir fest, dass eine geeignete Steuerungs- und Informationsinfrastruktur Daten in Informationen umwandeln kann. Im richtigen Kontext werden diese Informationen zu Wissen, einem Wissen, das die Verantwortlichkeit und Zusammenarbeit stärkt. Dieses Wissen entwickelt sich weiter zu institutioneller Weisheit.“

Die oben genannten Ergebnisse beziehen sich speziell auf die von Trigg Technologies in Kombination mit weiteren Produkten genutzten Produkte und Services von Rockwell Automation. Die jeweiligen Ergebnisse können sich von Kunde zu Kunde unterscheiden.