タンク計測と漏れ検出のための新しい熱対応型スマート・ソリューション

FLIRとCleanConnect.aiはコロラド州で遠隔タンクレベル監視とガス検知を可能にしました

米国は世界一の石油・ガス生産国であり、コロラド州は米国市場の中で注目される生産地です。コロラド州の新しい規制では、より高いレベルの排出監視と環境保護が義務付けられています。コロラド州の石油・ガス生産会社は、FLIRとCleanConnect.aiに、24時間365日のガス検知のための遠隔タンクレベル監視を行う熱画像と人工知能を活用するスマートソリューションを求めています。　

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米国では、90万以上の油田とガス井が稼働しています。CleanConnect.aiは、3年以内に米国とカナダにあるこれらの拠点のうち約1万カ所を人工知能（AI）の力を活用して遠隔監視、管理し、自律的な環境コンプライアンス、現場運用、予測最適化を実現することができると確信しています。新しい環境規制が通過する中、コロラド州などの石油・ガス生産者は、排出削減のために遠隔タンクレベル監視と光学ガスイメージング（OGI）を可能にするソリューションを求めています。FLIR SystemsやCleanConnect.aiなどの企業は、この技術的な推進の最前線に立ち、タンク計測やOGIソリューションを提供して、運用効率の向上、規制コンプライアンス、エネルギーの自立を支援しています。

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新しい規制への適用

タンクレベル監視は、石油・ガス田で不可欠な作業です。タンクレベルの計測により、メンテナンス・チームは、オーバーフローがないことを確認し、タンクが空であることを確認できます。用途に応じて、計測はタンク流量の計算にも役立ち、蓄積（スラッジ）またはエマルジョンの原因となる可能性のある材料間のインタフェースを特定するのにも役立ちます。

従来、タンクのメンテナンスには、タンク上部の“シーフハッチ”を開けて、誘導波レーダーを使用していました。シーフハッチを開けると、環境を破壊する揮発性有機化合物（VOC）が大量に排出され、作業者の安全も脅かされます。コロラド州では、上院法案19-181（SB 19-181）により、これらの理由によるシーフハッチの開放が厳しく禁止されています。石油・ガス排出による炭化水素の制御についてはコロラド州規則7に概説されています。これらすべては、タンクレベル監視のための非侵襲的かつ遠隔操作のソリューションが必要となっています。

コロラドSB 19-181規制のもう1つの側面は、リアルタイムのガス排出モニタリングの義務付けです。現在、多くの拠点では、漏れ検出および修理（LDAR）チームを採用して、漏れの検査を行い、30日ごとに結果を記録しています。しかし、このソリューションでは、多数の拠点で検査する部品が数百、数千に及ぶことが多く、手間がかかります。

仮に事業者が10倍のLDARチームを雇ったとしても、コロラド州だけで43,000パッドの継続的なガス排出の監視を行うことはほぼ不可能です。そのため、業界の規制に準拠し、運用コストを削減し、パッドサイトの効率を高めるためには、自律的なソリューションを見つけることが重要になります。

革新的なソリューションを提供する

石油・ガス市場における環境法が新たに制定されたことを受け、CleanConnect.aiは、AIと熱画像を利用して石油・ガス事業者がコンプライアンスを達成するのを支援するソリューションの開発に着手しました。熱画像プロバイダーを探す際、チームは2020年1月に市場をリードするFLIR Systemsに革新的なソリューションについて協力を求めました。

CleanConnect.aiのCOO兼共同設立者であるデビッド・コンリーは、「FLIRは設立当初から非常に優れた企業である」と述べています。　 「FLIRは、石油・ガス市場で長年のOGI経験があり、当社のビジョンを理解してくれました。FLIRは、最新の規制にすでに対応しており、プロジェクトの成功を待ち望んでいました。」

FLIRは10年以上にわたって、さまざまな種類のガス漏れを可視化する業界をリードする赤外線ガス検知カメラを開発してきました。固定型およびパンチルトズーム（PTZ）熱画像装置の実績あるソリューションにより、メンテナンスチームはタンクレベルの測定、ガス漏れの可能性の特定、資産の監視を行うことができます。FLIRサーマルカメラは、優れた画質を提供し、漏れ検出の厳しい要件を満たす分析用に最適化されたビデオを生成します。

「FLIRは、2005年に当社のFLIR GasFindIRカメラで光学ガスイメージングを導入して以来、世界中の業界リーダーと協力し、オペレーターがニーズに適したガス検出技術ソリューションを確実に利用できるようにしてきました。」と、石油・ガス業界のFLIRソリューション担当グローバルディレクター、クレイグ・オニールは述べています。「CleanConnect.aiとのこの新しいコラボレーションは、石油・ガス業界のリーダーたちが、ガスをシステム内に保管することで、コスト削減と環境改善に貢献できるよう、私たちが支援できる素晴らしい方法です。」

コロラド州バーソードを拠点とするCleanConnect.aiは、石油・ガス産業を保護しながら、よりクリーンな環境に貢献することを目的に設立されました。CleanConnect.ai’の技術は、高性能のAIソフトウェアを提供することで、より多くのスタッフを雇うことなく、石油・ガス生産者がパッドサイトの収益性と規制コンプライアンスを向上できるようにします。

早期採用企業によるスマートソリューション

石油・ガス生産者がコロラド州のSB 19-181の基準を満たさない場合、 その場合、多額の罰金、操業停止、環境破壊、労働者の怪我などが発生する可能性があります。CleanConnect.aiがFLIRとCleanConnect.aiの統合ソリューションで顧客にアプローチしたとき、顧客はそのソリューションの導入に熱心でした。2020年の夏、CleanConnect.aiは3つの拠点に先駆的な技術を導入しましたが、各パッドでの設置はわずか数日しかかかりませんでした。各拠点の規模は1～5エーカーで、FLIRとCleanConnect.aiのソリューションを利用して、生産設備タンク、コンプレッサー、ガスリフト棟、同等の循環密度、FLIRの資産を監視しています。

「CleanConnect.aiシステム全体は、あらゆるIIoTデバイスからデータを作成、管理、展開できるプラットフォーム上に構築されており、リアルタイムで実行可能な運用データを提供します」とコンリー氏は説明しています。

CleanConnect.aiの顧客は、スマートソリューションの早期導入者の一部であり、自律型オペレーションに一歩近づくことができます。また、これらの石油・ガス生産者は、コロラド州だけでなく、全米の他の石油・ガス需要家が模倣するモデルとしても機能しています。

ソリューションの仕組み

これらのパッドでの光学ガスイメージングには、FLIR G300aカメラとAIソフトウェアCleanConnect.aisが導入されました。ほとんどのガスは、特殊な技術がなければ肉眼で見ることはできません。FLIRは、システムのシャットダウンを必要とせずに、メタン、六フッ化硫黄、および数百のその他の産業ガスを迅速かつ正確に、安全に検出するのに役立つ、さまざまなOGIカメラを製造しています。FLIR OGIカメラを使えば、接触式の測定ツールだけでは届きにくい広範囲な機器や調査エリアを迅速にスキャンすることができます。OGIカメラは、安全な距離からガス漏れを検知し、煙のように見える形で表示します。

FLIR G300aカメラは、パンチルトユニットに配置され、メンテナンス担当者は、光学ガス撮像技術を用いて施設全体を監視することができます。数分ごとに、検出システムがパッド全体をスキャンし、異常を監視します。CleanConnect.ai のソフトウェアは、カメラから生データを取り込み、機械学習アルゴリズムを使用して VOC 漏れを特定します。ソリューションはユーザーの監視制御およびデータ取得（SCADA）システムに直接接続されるため、漏れの場所と重大度に関する情報を、漏れの特定から10分以内にオペレータに提供します。

タンクレベル監視のため、FLIR Elara™ FBシリーズ0をパッドに展開し、生熱画像を提供し、その後、CleanConnect.aiソフトウェアで解析しました。FLIR及びCleanConnect.aiソリューションの組み合わせにより、タンクの外壁間の熱変化を観察し、タンクレベルを計測することができ、各タンクの“% FULL”読み出し表示を生成する。タンクレベルの遠隔測定データは、SCADAシステムに直接送信され、オペレータにタイムリーなデータ駆動型アラートを確実に提供します。

成果

「FLIRとCleanConnect.aiのソリューションは、事業者に数百万ドルの罰金を科せられる可能性を減らし、競合ソリューションに関連する誤検知を排除します」とコンリー氏は述べています。「VOC排出量の連続モニタリングが可能になったことで、オペレーターはさまざまな指標でメリットを実感し、環境破壊の防止や業界に対する世間の風当たりを変えることができるようになりました。」

これらの自律的なソリューションでは、必要なスタッフの数が少ないため、オペレーター全体のフットプリントを削減し、最終的に運用コストを下げることができます。また、LDARチームが使用する現在の業界標準であるEPA Method 21 AWPおよびQuad Oa（EPA 40 CFR Part 60, Subpart OOOOa）仕様に完全に対応するように設計されています。

タンクレベル監視では、FLIRとCleanConnect.aiソリューションは、誘導波レーダーと同等の精度を持ち、オペレーターがシーフハッチを開ける必要がないことが確認されています。これにより、何千メートルトンものVOCガスが排除されます。FLIRとCleanConnect.aiシステムの自律性は、従業員の職場の安全性と福祉を向上させます。また、遠隔監視によりリスクの高い作業を排除し、メンテナンスチームが有害なガスに物理的にさらされることがないようにします。その結果、より高い効率性、公共の安全、環境衛生、そして安心感を得ることができます。

光学ガスイメージングカメラおよびこのサンプルアプリケーションの詳細については、こちらを参照してください。