Gigante de petróleo e gás aprimora o planejamento de projetos complexos com NavVis VLX

Gigante de petróleo e gás aprimora o planejamento de projetos complexos com NavVis VLX

A empresa precisava de uma maneira mais rápida de capturar dados 3D no nível do solo em instalações de processo complexas. A Intertek sugeriu o NavVis VLX, e o sistema entregou resultados.

Captura 3D, qualidade garantida

A Intertek é um “fornecedor de garantia de qualidade para indústrias em todo o mundo” explica o representante de desenvolvimento de negócios Glen Kearns. Nesse papel, a empresa oferece uma variedade de serviços, incluindo garantia de qualidade abrangente, testes, inspeção e até certificação. Eles trabalham com empresas líderes em dezenas de indústrias, desde produtos químicos até construção, governo, aeroespacial, saúde e manufatura. Em seu papel na Intertek, Kearns se especializa em serviços de escaneamento a laser 3D para petróleo e gás. Um dia, ele recebeu uma ligação de um contato regular em uma empresa de primeiro nível. A empresa estava procurando uma nova maneira de capturar dados 3D para criar uma planta digital das condições “as-built” em suas amplas e complexas instalações de processo.

Captura de dados 3D em grande escala

Este contato apoia um grupo que realiza o que eles chamam de “trabalho pré-feed”, que envolve a execução de análises de alternativas quando a empresa adiciona equipamentos a instalações existentes. Seus trabalhos dependem de dados 3D abrangentes, que eles usam para testar diferentes equipamentos no espaço, identificar pontos de conexão e realizar um planejamento de rota detalhado para ajudar na realocação de equipamentos da planta quando necessário.

A captura desses dados 3D pode ser muito desafiadora.

As instalações de processo são extremamente complexas. O contato explica: “Dependendo do local, uma refinaria pode cobrir 400 acres e terá centenas e centenas – se não milhares – de milhas de dutos densos, bandejas de cabos, estruturas de aço e grandes peças de equipamento. É denso e complexo.”

Outro problema é o custo. “Como minha equipe está fazendo trabalho preparatório,” ele diz, “temos orçamentos muito menores do que as equipes que fazem o design detalhado e a construção. Portanto, precisamos desses escaneamentos rapidamente, com alta qualidade e a um custo baixo.”

Introduza novas plantas de produção rapidamente, gerencie renovações com confiança e minimize paradas, utilizando representações precisas de dados 3D das suas instalações.

Avançando a partir dos scanners a laser tradicionais

Por muito tempo, essa equipe pré-feed contratou prestadores de serviço para realizar escaneamento a laser terrestre (TLS) porque “era o que estava disponível na época.” O TLS era adequado para a tarefa porque produzia um conjunto de dados 3D denso e nítido com alta precisão. Kearns sabe por experiência que a complexidade dessas instalações de processo pode tornar a captura TLS muito lenta. “Você tem que planejar seu escaneamento, montá-lo em um tripé, capturar, e repetir esse processo várias vezes,” ele diz. “Você precisa capturar de vários ângulos diferentes” para garantir um bom conjunto de dados. Se você usa TLS para captura, pode ser difícil cobrir todo o local dentro do prazo e orçamento estipulados. “Há um número finito de locais onde você pode configurar o scanner em um único dia,” diz Kearns. “Se você tentar capturar tudo, ficará lá para sempre.”

Os scanners terrestre possuem muita dificuldade em acessar espaços apertados, muito comum dentro de uma instalação industrial. “Se você estiver escaneando uma área congestionada em um canto”, diz Kearns, “ou precisar passar por baixo de um cano ou outra obstrução, será necessário retirar o scanner do tripé e colocá-lo no chão. É um problema real não conseguir que o tripé fique tão baixo.”

Como explica o contato de Kearns na empresa de nível um, a qualidade dos dados oferecida pelo TLS não valia o tempo, esforço e despesa. Especialmente porque eles não precisavam de precisão de “parafusos e porcas” para sua análise de alternativas, identificação de pontos de conexão e planejamento de rotas.

Portanto, eles queriam que Kearns e a Intertek os ajudassem a encontrar uma ferramenta de escaneamento a laser 3D melhor. “A Intertek já fez muitos escaneamentos para nós ao redor do mundo. Mas eles não são apenas nossos prestadores de serviço, são nossos consultores. Dependemos muito deles porque há muitos produtos no mercado que eu não consigo testar todos. Precisamos que a Intertek nos ajude a identificar as três melhores ferramentas, para que possamos testá-las e ver qual se adequa às nossas necessidades para os projetos em que estamos trabalhando.”

-Representante do cliente de nível um da Intertek

Testes de Voo

A primeira solução que testaram foram os veículos aéreos não tripulados (UAVs). Essas plataformas de captura aérea podem ser equipadas com cargas de fotogrametria ou lidar e, em seguida, voadas remotamente. Capturando de cima a complexidade da instalação, os UAVs oferecem um fluxo de trabalho muito mais rápido do que o TLS.

O contato de Kearns na empresa de nível um decidiu testar UAVs no campo capturando uma instalação de cogeração, que produz eletricidade e vapor queimando gás natural por meio de turbinas de combustão. “A instalação que usamos está dentro de um campo de petróleo na Califórnia. São 30 acres de áreas de processo complexas, incluindo torres e tanques de 300 pés de altura, milhas de tubulações, toneladas de cabos, aço e grandes peças de equipamento.”

E esse teste não foi apenas acadêmico – foi para um projeto do mundo real. “Precisávamos dos dados para planejar uma expansão brownfield”, dizem eles. “Estamos construindo uma unidade de captura, utilização e armazenamento de carbono, então precisávamos encontrar pontos de conexão para que a unidade pudesse ser conectada à instalação existente. Também precisávamos fazer o planejamento do layout e o planejamento das rotas para todo o novo equipamento que estamos planejando construir lá.”

Assim que voaram os UAVs e analisaram os dados, perceberam que os UAVs não eram a solução completa. “Eles são ótimos para uma visão aérea. Mas quando você chega ao nível do solo, onde a tubulação é complexa, não há resolução. Chamamos isso de efeito de sorvete derretido. Parece que tudo está derretido junto. Para obter todos os dados detalhados, também precisávamos de uma ferramenta que pudesse capturar essa instalação ao nível do solo.”

Entrada do Escaneamento SLAM com NavVis VLX

Como especialista em escaneamento a laser para o setor de petróleo e gás, Kearns sabia que os scanners de localização e mapeamento simultâneo (SLAM) poderiam realizar a captura ao nível do solo que seu cliente precisava. Essas ferramentas permitem que o técnico caminhe enquanto captura os dados, o que torna a execução no campo muito rápida. Além disso, são portáteis ou vestíveis, tornando-os muito ágeis para escaneamento a laser em áreas densas e ao redor de obstruções. Os melhores scanners SLAM do mercado oferecem precisão comparável ao escaneamento TLS.

“Existem muitos scanners SLAM por aí, e nosso cliente depende de nós para encontrar a melhor solução”, diz Kearns. “Então testamos todas as principais opções. Quando testamos o NavVis VLX, ele se mostrou o mais versátil. As vistas panorâmicas eram mais nítidas e realistas. E a densidade geral, precisão e resolução da nuvem de pontos eram as melhores. Mostramos os dados ao nosso contato, e todos concordamos que o NavVis VLX era a opção superior para suas necessidades.”

Quando o contato de Kearns testou o scanner a laser vestível 3D na instalação de cogeração, ele atendeu a todos os requisitos para captura ao nível do solo. “O escaneamento SLAM é uma tecnologia nova para nós”, eles dizem. “Mas esperávamos que os recursos e funcionalidades do NavVis VLX o tornassem melhor do que um scanner de tripé para nossa aplicação. Estávamos certos. E estimamos que escaneamos a instalação processada em 20% do tempo que levaria com um scanner de tripé.”

O Fluxo de Trabalho do SLAM

Desde esse teste bem-sucedido, Kearns e sua equipe têm usado o NavVis VLX para capturar dezenas de sites de processos densos e complexos para seu cliente. Aqui está como funciona:

Primeiro, a empresa fornece à Intertek desenhos que identificam os monumentos e marcos no local. Em seguida, a Intertek envia uma equipe de duas pessoas para o local com ferramentas de levantamento e o NavVis VLX. Uma pessoa começa o processo movendo-se pelo site e estabelecendo o controle de levantamento. Eles se conectam às coordenadas fornecidas para os monumentos e, em seguida, configuram os alvos de controle necessários.

Pouco depois, a próxima pessoa começa a se mover pela instalação capturando com o scanner a laser NavVis VLX. “Enquanto escaneiam”, diz Kearns, “eles garantem capturar um número adequado de alvos usando a funcionalidade integrada. Eles também garantem capturar todos os monumentos, marcos e pontos de conexão que o cliente precisa para o planejamento.”

Benefícios da Captura

O primeiro benefício desse fluxo de trabalho de captura com o NavVis VLX é a velocidade. Kearns diz que a Intertek pode capturar algumas centenas de milhares de metros quadrados de uma instalação de processo congestionada em um dia – incluindo o levantamento. “Você não poderia fazer isso com um scanner baseado em tripé”, ele brinca.

Kearns também diz que a equipe de escaneamento a laser 3D da Intertek pode capturar ao redor de obstruções muito facilmente ao usar o NavVis VLX. “Você pode caminhar com o scanner e entrar nas partes densas da instalação muito facilmente”, diz Kearns. “Você pode manobrar o scanner em áreas densas para capturar o equipamento, a tubulação e todas as áreas de processo de diferentes perspectivas, ângulos e abordagens. Você não precisa se preocupar com, ‘Tenho tempo de escanear 50 cenas hoje, como vou obter os dados?“

Apesar desse fluxo de trabalho rápido, fluido e flexível, Kearns diz que “os dados são precisos e densos.”

“Você não precisa da precisão alta de um scanner de tripé para fins de planejamento, mesmo em uma instalação de processo complexa. Pode-se abrir mão de um pouco de precisão com um scanner SLAM, mas, no final das contas, ele gera um conjunto de dados visuais precisos e densos que você pode usar para visualizar o site de todas essas diferentes perspectivas e colaborar para o planejamento do projeto e análise de alternativas.”

Glen Kearns | Gerente de Desenvolvimento de Negócios, Intertek

Retorno sobre o NavVis VLX

Para o cliente de primeira linha de Kearns, os benefícios do fluxo de trabalho não são a principal atração do NavVis VLX. “Lembre-se de que não fazemos a varredura nós mesmos”, dizem. “Portanto, não vou comprar o hardware; vou encontrar um subcontratado como a Intertek que possa operar o scanner. Então, eu os contrataria para fazer o trabalho em meu nome conforme necessário.”

É por isso que a empresa julgou o NavVis VLX com base nos dados que ele produziu, no fluxo de trabalho pós-captura e no retorno sobre o investimento.

“Meus engenheiros gostaram dos dados”, diz o contato de Kearns. “Eles sentiram como se estivessem caminhando pela instalação de cogeração. Compare isso a um conjunto de dados TLS (Laser Scanner Terrestre) em visualização em bolha, onde eles estão de 30 ou 60 metros de cada vez. Isso não é confortável para um engenheiro. Eles preferiram os dados do NavVis VLX porque permitiu que navegassem e ‘caminhassem’ pela instalação de forma contínua.”

Kearns afirma que descobriu que a flexibilidade é parte do DNA do sistema. “Eles fizeram algo ótimo com essa interoperabilidade. É muito útil que todos os dados que coletamos com o NavVis VLX possam ser visualizados em outras ferramentas de visualização.”

Devido a essa interoperabilidade, o cliente de primeira linha pode considerar o uso do NavVis VLX em todo o mundo. “A empresa está em 100 países”, diz o contato de Kearns. “Temos dezenas de regiões, e cada uma pode usar um conjunto diferente de ferramentas de software. A Austrália pode usar ferramentas de visualização diferentes das que o Cazaquistão usa ou diferentes das que a América do Norte usa, certo? É por isso que a flexibilidade oferecida pelo NavVis VLX é fundamental.”

Quanto ao retorno do investimento e ao benefício econômico, o contato diz que o NavVis VLX já está trazendo “economias reais”.

“É difícil provar um negativo, quantificar todo o dinheiro que não gastamos”, dizem. “Mas obtenho economias reais sempre que evito enviar uma equipe de 12 engenheiros de Houston para o Cazaquistão para uma inspeção de engenharia antes de uma expansão de instalação. Isso é caro. Com o NavVis VLX, podemos enviar o conjunto de dados para os engenheiros e eles podem trabalhar a partir do escritório central.”

Em toda a empresa

O contato de Kearns destaca que ele apoia apenas um pequeno grupo dentro desta grande empresa de petróleo e gás. No entanto, após o excelente desempenho do NavVis VLX para seu próprio grupo, ele começou a promover o sistema de varredura a laser SLAM para outros grupos em toda a empresa. E o dispositivo está ganhando popularidade.

“Conversei com colegas no oeste do Texas”, dizem. “Eles são responsáveis por muitas pequenas unidades de processamento. Cada uma tem apenas alguns tanques, algumas bombas e algumas linhas. Mas há dezenas e dezenas – senão centenas – dessas coisas. E elas são muito remotas. Eles não gostam de ter que dirigir apenas para tirar fotos e fazer medições.”

Para resolver esse problema, o contato de Kearns recomendou o NavVis VLX. “A ideia é que eles possam ir lá uma vez, fazer essas varreduras e publicá-las. Então, as pessoas no escritório central podem ter acesso a elas.” Em vez de dirigir centenas de quilômetros para obter uma informação simples, esses profissionais podem acessar o conjunto de dados no escritório central e ter as informações pertinentes ao alcance dos dedos.

“Também mostrei a ferramenta para o pessoal de operações. Eles fazem muitas paradas programadas, o que significa desligar partes de uma planta para realizar manutenção prolongada. As paradas programadas são caras porque a planta não está produzindo quando está desligada. Cada minuto conta.”

Agora, o departamento de operações da empresa está usando varreduras do NavVis VLX para fazer seu próprio planejamento. “Eles gostaram porque puderam obter a varredura rapidamente e suas necessidades de tolerância de precisão são semelhantes às nossas. Eles não precisam de dados com precisão de porcas e parafusos. Os dados do NavVis VLX os ajudam a fazer uma programação muito detalhada, para que possam determinar onde irão mover os equipamentos para manutenção com antecedência. Isso significa paradas mais rápidas e menos dinheiro perdido.”

Valor da varredura a laser em larga escala

Conforme observado pelo contato, o NavVis VLX é excelente para uma variedade de aplicações diferentes em sua empresa de petróleo e gás de primeira linha. “A ferramenta é a mesma em todas essas divisões e locais. Não é útil apenas para uma pequena organização como nossas equipes de engenharia. Podemos usá-la no Oeste do Texas, podemos usá-la em instalações, podemos usá-la em operações. E esses grupos podem extrair um valor diferente da ferramenta do que nós fazemos.”

“A capacidade do NavVis VLX de escalar é crucial para uma empresa como a nossa,” concluem. “E é aí que está o verdadeiro valor.”

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