By: Larry O'Brien
Keywords: Yokogawa, Oil & Gas, SCADA, Situational Awareness
Summary
Recently, several ARC Advisory Group analysts and management team members had a chance to sit down with the new Yokogawa President and COO, Mr. Takashi Nishijima, and several other top Yokogawa executives to discuss the company's burgeoning presence in the worldwide upstream and midstream oil & gas industry.
Yokogawa is expanding its presence in the upstream and midstream oil & gas business in North America and the rest of the world through new products, applications, and solutions expertise. Here's what the senior management team at Yokogawa, led by new President and COO Mr. Takashi Nishjima, told us about the company's future plans. |
Clearly, Yokogawa is taking the energy boom in North America and the rest of the world seriously. In fact, the company has been strengthening its North American operations by moving key positions from Tokyo to Houston. Yokogawa has been winning contracts in the oil & gas industry for many years in places like the Middle East, Europe, and Latin America. In the past couple of years, Yokogawa has won a half dozen or more major platform automation projects in the Gulf of Mexico and many more FPSO projects in the Americas region.
The company has several applications and products specifically designed to address some of the key requirements of the upstream and midstream oil & gas business for the coming decade. These include optical fiber sensing, flow computing, safety instrumented systems, and more. Here is a closer look at what Yokogawa is doing to address the business and automation requirements for the fastest growing segment of the process automation industry.
Business Value Perspective for Oil & Gas
Application Focus for Upstream and Midstream Oil & Gas |
Yokogawa's philosophy with process automation is to address the business and operational requirements of end users. This is the foundation of the VigilantPlant campaign, which revolves around the concepts of seeing clearly, knowing in advance, and acting with agility. This is a good starting point for the business challenges of upstream and midstream oil & gas. Much of what we discussed at the briefing revolved around giving end users greater visibility into their processes, improving the situational awareness of operators and technicians, using intelligent field devices to reduce downtime, providing tools for advanced decision support and procedural automation, remote operations management, project execution and supplier services, and more.
With these business challenges in mind, Yokogawa is using its application knowledge to solve specific problems in the industry instead of just selling technology. Examples include:
- New SCADA solutions, including the latest version of the FAST/TOOLS supervisory software and the latest version of the Stardom intelligent RTU to help improve remote operations
- Fiber optic sensing technology to help reduce downtime, and
- Advancements in operator interface technology in the CENTUM system to help improve situational awareness
Supporting Remote Operations Requirements
The ability to control and monitor a large amount of geographically distributed assets is a key requirement for the oil & gas industry and will only become more important as experienced personnel become harder to find and owner-operators continue to look for resources in increasingly harsh environments. At the same time, users have a requirement for integrated operations management applications that can provide an overall view into what is happening across all their production assets.
Yokogawa has a fully functional intelligent RTU/PLC in the form of STARDOM. STARDOM is used as a control and metering platform and is tightly integrated with the company's FAST/TOOLS supervisory software. Yokogawa has already been winning SCADA contracts in areas such as the Middle East, Asia, and Latin America and is now marketing both platforms in North America.
Controllers in STARDOM family | |
Low-Power Consumption Model for |
Redundant Model for Pipeline, Compressor, |
Autonomous controllers in the STARDOM family support a wide variety of wired and wireless backhaul networks and are well suited for use in harsh environments. Redundant models are available for pipeline, compressor, and valve station control.
FAST/TOOLS is a true "system of systems," providing web-based supervisory functionality and advanced visualization tools for operations management. Combined with STARDOM, FAST/TOOLS creates a full-scale SCADA solution that can be scaled from very small to very large geographically distributed applications. Yokogawa recently released version R10.01 of FAST/TOOLS, which includes enhancements for operator efficiency and usability.
Integrated Flow Rate Calculation and WellProducer
STARDOM supports both liquid and gas calculations that comply with API and AGA standards. STARDOM FCN-RTUs can support up to eight gas meters and eight liquid flow run calculations. Liquid calculation is currently available in the US only. STARDOM also features an application called WellProducer that allows users to configure multiple wells per pad and automate the well pad for optimized plunger lift control, pressure and flow monitoring and control, bath heater control, gas metering, liquid metering, emergency shutdown, and remote monitoring. WellProducer features browser-based configuration and can greatly reduce the effort required to design and commission new well pads. The user selects the devices and flow calculations and STARDOM corrects for gas, water, and oil to deliver corrected metering for gas and oil along with reporting produced water and water cut.
There is a trend in the oil & gas industry to incorporate the flow rate calculation functions traditionally found in dedicated flow computers into RTUs and process controllers. Yokogawa is taking steps to address this. STAR- DOM autonomous controllers have recently been certified by Measurement Canada for use as a flow computer. The company also offers its own line of flow computers.
Reducing Downtime through Fiber Optic Sensing
DTSX Fiber Optic Sensing Package |
Yokogawa has a long history of innovating sensor technology with the introduction of the DP HARP digital pressure sensor and more. The company's new fiber-optic temperature sensing device can provide a distributed temperature measurement over a long distance, which is ideal for applications such as downhole measurement. The DTSX200 fiber optic sensing package includes the fiber optic temperature sensor along with a processor that can be integrated with FAST/TOOLS and applied in a wide range of upstream applications, from downhole to LNG to pipeline and leak detection applications.
DTSX can provide large numbers of temperature measurements over a distributed area along the fiber optic sensor to allow creation of three-dimensional temperature models. With DTSX, temperature for each point along the fiber is measured at each sample interval and then returned as block data. The package also features an advanced trend component that can display distance vs. temperature or time vs. temperature. It also includes data-buffering capabilities and automatic recovery in case of network interruption.
Advanced Decision Support Boosts Operator Awareness
Control room operators and technicians are being increasingly bombarded by the huge amount of data available from today's systems and intelligent devices. At the same time, it is becoming quite difficult to find qualified and trained personnel, requiring future operator interfaces to be more intuitive and self-guiding. To address this trend, Yokogawa is providing operators with advanced decision support consisting of advanced alarm management functionality, effective operator graphics, and modular procedural automation – all based on industry standards.
The company is applying a more human centered–approach to its own HMI and can even help users improve the design of their existing HMI. Yokogawa has done many HMI continuous improvement projects in which its own engineers review and analyze the practices of a plant's best opera- tors, the specific tasks and procedures executed in the plant, and the data and displays required to operate optimally. Based on all this information, the company can help the end user redesign their displays for maximum effectiveness. These same design principles have been driven into the latest release of CENTUM VP process automation system operator interface soft- ware, which features many predesigned displays.
Conclusions
ARC believes that Yokogawa is well positioned to take advantage of the growth opportunities in the North American oil & gas business and is responding to the US boom with people and solutions. The company already has substantial expertise in these industry segments from its many projects in other areas of the world and is a key supplier on the upstream side for many of the larger integrated oil & gas companies. Yokogawa's new management team views the upstream and midstream sectors as strategically vital to the company's process automation business and will continue to develop more industry-specific solutions and apply specific vertical industry expertise.
One of Yokogawa's key strengths has always been instrumentation and its willingness to invest in the development of new sensing technologies. The new DTSX fiber optic temperature transmitter appears to be continuing this tradition. In addition to the solutions referenced here, the company offers a wide variety of other products and services for this industry sector, including the CENTUM VP process automation system, ProSafe RS process safety system, Exaquantum production management software, modular procedural automation, process instrumentation, and more. In fact, Yokogawa has many solutions that are not always well publicized, from terminal automation systems to oil movement and storage applications and truck and railcar unloading/loading metering systems.
Yokogawa also publishes detailed technical reports on its products and the company's applications can be accessed from www.yokogawa.com/us/ under the technical library section, with many project references accessible under the "industries" section. ARC will continue to track Yokogawa's progress in this important industry sector worldwide.
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Industrias
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Altamar (FPSO, FSRU y FLNG)
La exploración y producción en altamar requiere máximo tiempo de funcionamiento en condiciones muy duras. Las instalaciones tripuladas y no tripuladas necesitan sistemas integrados de control y seguridad (ICSS) fiables con capacidades avanzadas de monitorización remota. Yokogawa cuenta con tecnología de última generación y una amplia experiencia en la ejecución de proyectos en altamar de todos los tamaños y niveles de automatización de complejidad.
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Bocas de pozo y separación
La boca de pozo proporciona la interfaz estructural y la presión que contiene para el equipo de perforación y producción. El control de la presión superficial es proporcionado por un ensamble de válvulas con medidores y obturadores (árbol de Navidad), que se instala en la parte superior de la boca de pozo. Las válvulas de aislamiento y los equipos de obstrucción controlan físicamente el flujo de los fluidos del pozo cuando el pozo está en producción. Varios paquetes de automatización se añaden al monitor local o remoto, controlan y optimizan la producción de cada pozo o almohadilla de múltiples pocillos. Los separadores de campos petroleros emplean un recipiente a presión para separar así los fluidos producidos en los pozos de petróleo y gas en componentes gaseosos y líquidos que se transfieren a continuación a las tuberías o almacenamiento localizados en función de la infraestructura de las zonas.
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Cadena de suministro de GNL
El compromiso de Yokogawa con la innovación en proyectos de GNL a nivel mundial se remonta a la década de 1970. Con su amplia experiencia y un extenso portafolio de soluciones, Yokogawa tiene lo necesario para alcanzar la excelencia operativa en la cadena de suministro de GNL.
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En cubierta
Al igual que su equivalente en tierra, el procesamiento y manejo en cubierta en las plataformas de producción preparan hidrocarburos extraídos para transportación. Yokogawa ofrece soluciones de control integrado y de monitoreo que maximizan la productividad y la disponibilidad de las operaciones en cubierta.
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Exploración, desarrollo y producción
La industria de exploración, desarrollo y producción incluye actividades en altamar y terrestres, como la automatización de bocas de pozo, el fraccionamiento, la terminación y la separación para recuperar y preparar petróleo crudo y gas natural subterráneos o submarinos.
A medida que el petróleo es llevado a la superficie, debe ser separado antes de su transportación. Las etapas de separación primaria y secundaria distribuyen comúnmente el flujo de gas, el flujo de agua y el flujo de aceite en tres fases. El movimiento del gas requiere ductos y puede incluir un procedimiento de fraccionamiento en la etapa de exploración, desarrollo y producción antes de su desplazamiento. Los líquidos se pueden colocar en tanques o tuberías y ser enviados para su procesamiento, que requieren mediciones de nivel precisas.
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Perforación
La perforación no convencional en la actualidad se usa comúnmente en la extracción de petróleo y gas natural. Hay un número creciente de programas de perforación de tipo multipaneles en varios sitios de perforación. Diferentes técnicas de perforación se utilizan para disminuir el tiempo de perforación, reducir el impacto ambiental y mejorar la recuperación inicial y estimada.
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Petróleo y gas
Yokogawa posee un caudal de experiencia en cada parte del negocio del petróleo y el gas, desde instalaciones en altamar y terrestres hasta ductos, terminales y operaciones en aguas profundas. Proveemos soluciones que mejoran la seguridad, garantizan una operación precisa y confiable y aumentan la eficiencia de la planta.
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Procesamiento y fraccionamiento
El procesamiento de gas natural está diseñado para controlar el punto de condensación del flujo de gas natural y separar los líquidos de gas natural para la venta y distribución. La eliminación de petróleo y condensados, la eliminación de agua, la separación de líquidos de gas natural y la eliminación de azufre y dióxido de carbono son procesos que se emplean para separar las impurezas en el alimentador que proviene de los yacimientos aguas arriba. En el proceso de fraccionamiento se extraen los efluentes líquidos de la planta de procesamiento de gas, que pueden estar compuestos de metano, propano, butano y pentano, para ser tratados en columnas de fraccionamiento separadas, y posteriormente pueden pasar a una planta de tratamiento de impurezas antes de ser vendidos como componentes separados.
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Producción flotante, almacenamiento y descarga (FPSO)
La unidad de Producción flotante, almacenamiento y descarga (FPSO) es una planta de producción flotante en altamar que almacena tanto el equipo de procesamiento como los hidrocarburos producidos. Las unidades de Producción flotante, almacenamiento y descarga (FPSO) son utilizadas por las compañías petroleras para lograr que sea económicamente viable producir petróleo en zonas remotas y en aguas más profundas.
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Refinación, procesamiento y almacenamiento de petróleo y gas
Gracias a sus innovadoras plataformas tecnológicas y su ejecución líder en la industria, Yokogawa tiene buena reputación en el mercado global como socio en soluciones pionero en la integración de tecnologías para todos los aspectos del ecosistema de petróleo y gas, desde el yacimiento hasta la empresa. Soluciones comprobadas que incluyen modelado de negocio predictivo, optimización de plantas y plataformas de automatización altamente confiables están apoyando a los operadores de refinación, procesamiento y almacenamiento a dirigir sus negocios con niveles de eficiencia óptimos. Yokogawa está ayudando a sus clientes a desarrollar sus estrategias de automatización, para garantizar años de utilización de activos altamente eficaz y sostenibilidad.
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Submarino
Los sistemas de producción submarinos se encuentran a diferentes profundidades en el fondo del mar. A medida que se extrae el hidrocarburo, este puede ser enviado a una plataforma de producción en altamar existente, o por medio de líneas que se pueden atar a las instalaciones en tierra para su procesamiento. Varios tipos de tecnología de equipo de perforación pueden perforar los pozos, y el aceite extraído así como el gas natural se transportan a la superficie a través de un tubo ascendente. Al igual que en las instalaciones en tierra, las plataformas de producción pueden dar servicio a muchos pozos en un área grande. Los sistemas submarinos extraen y en algunos casos procesan los hidrocarburos antes del transporte.
Yokogawa ofrece soluciones integradas de control y monitoreo que maximizan la productividad del submarino, de la marina y las operaciones en cubierta mientras se mantienen en un ambiente seguro.
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Terrestre
La industria de exploración, desarrollo y producción terrestre se enfrenta a exigencias cada vez más altas y mayores desafíos con entornos cada vez más difíciles y hostiles en las que debe funcionar.
A medida que las oportunidades de los recursos de gas natural no convencionales, en particular el gas de esquisto, están creciendo en América del Norte, la solución total de Yokogawa juega un papel importante al ayudar a los clientes a satisfacer los desafíos de reducir tanto el CAPEX como el OPEX, mientras que las tecnologías integradas mejoradas aumentan la producción. Nuestra experiencia global y local constituye la base de nuestras soluciones totales únicas para satisfacer las necesidades de esta industria. Con expertos en exploración, desarrollo y producción terrestre que trabajan en oficinas por todo el mundo, ofrecemos un soporte rápido y extenso para satisfacer las demandas de nuestros clientes.
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Tubería
El control de las tuberías y la instrumentación adecuada puede hacer una gran diferencia en términos de desempeño y rentabilidad. Yokogawa ha dedicado tecnología que pueda optimizar el desempeño de todos los elementos de una solución de tuberías, incluyendo compresores, bombas, válvulas y almacenamiento intermedio e instalaciones de distribución.
Productos y Soluciones Relacionadas
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DTSX1 Fiber Optic Heat Detector
DTSX1 is an all-in-one heat detection solution. It is a self-contained, ready-to-install solution.
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DTSX200
- DTSX200 distributed temperature sensing
- Short range, low sampling resolution capable product
- Measurement range up to 6km
- 0.1 °C temperature accuracy
- 19" rack
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DTSX3000
The DTSX3000 is the long range, high accuracy product, with a measurement range of up to 50km, a temperature accuracy of 0.01 °C, and 19" rack design.
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FAST/TOOLS
Empezó como un proyecto de Sistema Flexible de Técnicas Avanzadas (FAST), el FAST/TOOLS hoy en día es un paquete completo y totalmente integrado de aplicaciones SCADA. Potente y flexible, el FAST/TOOLS sirve en instalaciones que van desde procesos unitarios de 50 puntos a multimillonarios puntos de producción offshore y sistemas tuberías que se extienden a lo largo de miles de millas.
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ProSafe-RS
El ProSafe-RS es un Sistema Instrumentado de Seguridad certificado por la compañía de certificación alemana (TÜV) para cumplir con los Niveles de Seguridad Integral (SIL) 3 especificada en IEC 61508. Está siendo utilizada en más de 1,500 proyectos, que varían de gran escala en proyectos de procesos integrados de automatización a soluciones simples. Los sistemas de seguridad de ProSafe-RS están construido con mucho cuido, soporte de ciclo de vida y sustentabilidad a largo plazo.
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Sistema de Proceso de Seguridad ProSafe-SLS
El ProSafe-SLS es la solución de Yokogawa para los requisitos de seguridad de alta integridad y utilizado en infraestructuras submarinas, así como los sistemas de protección de gasoductos onshore. Se ha demostrado ser la solución más confiable para ambientes difíciles.
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Sistema de Control Distribuido (DCS)
Yokogawa ofrece una infraestructura operacional crítica para la automatización de procesos. Nuestro sistema de control distribuido (DCS) permite la automatización y el control de los procesos industriales y un mejor desempeño empresarial. Más de 10,000 plantas confían en el DCS de Yokogawa para cumplir con sus objetivos de producción.
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Sistemas Instrumentados de Seguridad (SIS)
Proteja el equipo de su planta. Los Sistemas Instrumentados de Seguridad (SIS) protegen a las personas, el medio ambiente, y los activos. Un buen sistema de seguridad también evita paros innecesarios, optimiza la disponibilidad de los activos, y mejora la eficiencia del operador. Los sistemas de seguridad de Yokogawa son ampliamente utilizados en los paros de emergencia, fuego y gas y sistemas de administración de los quemadores.
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