Statoil har tatt i bruk trådløs temperaturovervåking av kritiske varmekabler for impulslinjene til sikkerhetsventiler på Sleipner A, til venstre på bildet (foto: Øyvind Hagen, Statoil).
Statoil har tatt i bruk trådløs temperaturovervåking av kritiske varmekabler for impulslinjene til sikkerhetsventiler på Sleipner A, til venstre på bildet (foto: Øyvind Hagen, Statoil).

Sleipner måler temperaturen trådløst

Statoil har siden høsten 2011 overvåket temperaturen på kritiske varmekabler på plattformen.

Trådløst truer tråden

Overingeniør Trygve Dirdal i Statoil slapp en interessant brannfakkel under konferansen Offshore Instrumentering. Under presentasjonen av erfaringer med trådløse sensornettnettverk for temperaturtransmittere på Sleipner A, leker han med tanken om at slike sensornettverk faktisk kan være sikrere enn én enkel instrumentsløyfe.

- Om en kabel til en transmitter kuttes, er kommunikasjonen død. I trådløse maskenettverk blir signalene automatisk rutet en alternativ vei, forklarer Dirdal. Han legger til at det selvsagt må være flere transmittere i nettverket hvor kommunikasjonen kan gå.

Sleipner-området

  • Gass- og kondensfelter.
  • Gassknutepunkt i Nordsjøen.
  • Nest største gassmaskin på norsk sokkel (etter Troll).
  • Produksjon siden 1993.
  • Statoil er operatør.
  • Står for ti prosent av selskapets inntekter.
  • Produserer for rundt 80 000 kroner i minuttet.
  • Produksjonsplattformen Sleipner A står på Sleipner Øst.
  • Brønnhodeplattformen Sleipner B og gassbehandlingsplattformen Sleipner T står på Sleipner Vest.

Kilde: Statoil.

Hensikten er å unngå ising i impulslinjene til PSV-ventiler (Pressure Safety Valve).

Les også: Statoil har suksess med trådløs gassdeteksjon

Trådløse soner

Plattformen ble satt i drift i 1993 og har i dag i underkant av 60 000 (trådbundne) I/O.

Overingeniør Trygve Dirdal, som er ansvarlig for feltinstrumentering på Sleipner-feltet, forteller at de bruker 34 WirelessHart-temperaturtransmittere fra Emerson Process Management for temperaturovervåkingen.

WirelessHart er et trådløst maskenettverk med flere leverandører av feltutstyr og aksesspunkt, også kalt gateway.

- Vi har installert en trådløs sone i hvert av de seks områdene som blir overvåket av de nye transmitterne, sier Dirdal.

Les også: Sintef-forsker presenterer trådløse sensornettverk

Full redundans

 

Dirdal forklarer at installasjonen av feltutstyret tok minimalt med tid, fordi de brukte eksisterende feltkabler til transmitterne. Selskapet har tatt i bruk redundante kommunikasjonsløsninger fra A til Å, inklusiv doble gatewayer og Profibus-kort i ABB SAS (Safety and Automation System). Signalene fra de trådløse transmitterne går også til Emersons Asset Management System (AMS) og PI IMS (Information Management System) fra Osisoft.

Det trådløse systemet spilte fint fra første stund. Samplingstiden er på 15 minutter. Dirdal opplyser at det hittil ikke har vært nødvendig med batteribytte. Han legger til at de overvåker batteritilstanden, og planen er å kun bytte batterier på individuell basis når behovet på sikt melder seg.

Les også: 300 trådløse vibrasjonssensorer overvåker elektriske motorer på Gudrun-plattformen

Tilstandsbasert vedlikehold

Overingeniøren understreker at han er en sterk tilhenger av tilstandsbasert vedlikehold.

- Det er en smal sak å bytte batterier, og det kan gjøres uten tillatelse for varmt arbeid, forteller Dirdal.

Han slår fast at installasjonen fungerer både raskere og billigere enn trådbundne løsninger.

Investering for framtiden

 

Han har stor tro på at gevinstene blir enda større når det blir installert mer trådløst feltutstyr i de trådløse sonene. Det er i tråd med andre installasjoner som Automatisering har skrevet om, blant annet Skarv FPSO. Forventningene ligger i framtiden, for eksempel ved utvidelser eller modifikasjoner på anleggene.

Statoil har allerede planer for flere trådløse transmittere på Sleipner-feltet, blant annet overvåking av stempelposisjon på hydrauliske akkumulatorer og temperaturovervåking av eksisterende impulsrør.

- Det er mest aktuelt med clamp-on-målere, og det er økt fokus på overvåking av varmekabler for sikkerhetskritisk utstyr på plattformene, sier Trygve Dirdal.

Les også: Trådløs olje- og gassteminalløsning skal halvere kostnadene

Testet grensene

Overingeniøren var nysgjerrig på rekkevidden av WirelessHart. Sleipner-komplekset består av bore- og produksjonsplattformen Sleipner A (SLA), brønnhodeplattformen Sleipner R (SLR) og gassbehandlingsplattformen Sleipner T (SLT). De er forbundet med bruer til hovedplattformen (SLA). Først tok han med seg en transmitter til Sleipner R. Overingeniøren anslår at avstanden mellom de nærmeste transmitterne på SLA var på 120 meter fri sikt.

- Vi fikk 100 prosent kommunikasjon på Sleipner R, sier Dirdal.

Trosset obstruksjonene

Emerson oppgir rekkevidden til minst 750 fot, knapt 230 meter, som en konservativ grense. Dirdals test hadde trolig god margin.

Oppmuntret av de gode resultatene ville overingeniøren utfordre maskenettverket ytterligere. Han tok derfor med seg en transmitter til Sleipner T. Det nærmeste aksesspunktet på Sleipner A er på motsatt side av T-plattformen. Radiosignalene måtte i så fall komme seg gjennom hele SLA, grovt regnet på størrelse med en fotballbane, med tette obstruksjoner. Emerson mener at den sikre rekkevidden under slike forhold er på maksimalt 30 meter.

Dirdal forteller at han hadde liten tro på kontakt. Overraskelsen var derfor stor da dialogen kom på lufta på Sleipner T også, om enn noe begrenset.

- Det fungerte trolig på grunn av refleksjoner fra Sleipner R, borretårn eller lignende, sier overingeniøren.

Flere signalveier

 

Historien slutter ikke her. Fordelen med maskenettverk kontra punkt-til-punkt er blant annet at kommunikasjonen kan rutes via andre enheter, som i dette tilfellet er de trådløse transmitterne. Da de testet transmitteren på Sleipner T kunne radiosignalene gå via en annen transmitter montert høyere på Sleipner A. Resultatet var vellykket kommunikasjon.

- Vi kunne se hvordan kommunikasjonen gikk mellom maskenettverket ved hjelp av softwaren fra Emerson, forklarer Dirdal.

Dokumentasjon til besvær

Statoils ingeniører på Sleipner-feltet har undret seg litt over hvordan trådløse maskenettverk skal implementeres i sløyfetegninger (loop-tegninger) og annen dokumentasjon. Overingeniøren forteller at de først dokumenterte hvert enkelt trådløse signal på den klassiske måten.

- Vi laget trådløse sløyfetegninger for hvert signal, sier han.

Der transmitteren på en vanlig sløyfetegning er knyttet til en koplingsboks, vil den trådløse transmitteren være knyttet til et aksesspunkt. På den måten brukte Sleipner-ingeniørene samme tegningsverktøy som Statoil vanligvis bruker på alle sløyfer.

Går for tabeller

Det er de ikke helt fornøyd med. Dirdal forklarer at informasjon som antall nabotransmittere og alternative kommunikasjonsruter i maskenettet mangler. Han ser derfor for seg å dokumentere trådløse sløyfer med en tabell for hvert aksesspunkt.

- Det gir blant annet oversikt over hvilke transmittere som blir rammet dersom et aksesspunkt stenges, forteller overingeniøren. Han legger til at en slik løsning vil gjøre det enklere å ivareta nye transmittere ved å oppdatere slike fellesdokumenter.

Overingeniøren sier også at tilnærmingen blir kostnadsbesparende, da det reduserer antall dokumenter. Dirdal sier han vil ta en vurdering av dette i løpet av året.