Perché Shell utilizza i droni per l’ispezione delle raffinerie di petrolio e gas

L’impatto di Matrice 300 RTK su Shell Deer Park

By Malek Murison Malek Murison
giugno 20, 2021

Shell Deer Park è una raffineria con impianto chimico completamente integrata che si estende su una superficie di 2.300 acri, trenta chilometri a est di Houston, in Texas. 

Le unità di distillazione del petrolio greggio del sito, il cracking catalitico, l’idrotrattamento della benzina catalitica e l’idrocracking selettivo operano 24 ore su 24 producendo benzina, cherosene, gasolio e una gamma di altri idrocarburi che alimentano l’industria americana.

Il sito dispone di un proprio team di sicurezza, una struttura medica e caserme dei pompieri, nonché una ferrovia, banchine di spedizione e reti di condotte per collegare i suoi prodotti al mondo esterno. Fumaioli e fiammate dominano l’orizzonte di Deer Park.

Shell M300 Deer Park Skyline

A prima vista, questo luogo di lavoro può risultare minaccioso. Soprattutto per gli ingegneri incaricati del mantenimento di tutte queste apparecchiature industriali.

Dall’estate del 2016, il team di Shell Deer Park utilizza i droni per ridurre la necessità di arrampicate difficili e rischiose, migliorando così la sicurezza e riducendo i costi delle ispezioni nel processo produttivo. 

Ispezioni aeree e nascita di un programma di droni

Quattro anni fa, il catalizzatore mostrava un corrimano sganciato nella parte superiore di una torre di ottanta metri. Soltanto una settimana prima, la squadra di sicurezza aveva partecipato a una dimostrazione sull’utilizzo dei droni da parte di un professionista APR locale. 

Invece di portare una gru sul posto e inviare un gruppo di manutentori per verificare la situazione, è stato chiesto al team APR di condurre il controllo.  

“In quindici minuti ci hanno fornito un video chiaro e nitido del corrimano danneggiato”, ricorda John McClain, capo-pilota del team drone di Shell Deer Park. “L’ingegnere ha potuto visionare il video in tempo reale ed eseguire immediatamente l’ispezione”.

L’unico aspetto negativo è stato l’entità della fattura che è arrivata il giorno successivo. È stato subito chiaro che avere una propria attrezzatura sarebbe stata la scelta migliore per il futuro. 

L’obiettivo del programma droni di Shell è semplice: sfruttare la mobilità e la prospettiva fornite dai droni ed evitare rischi per il personale fino a quando non si presenta una necessità assoluta.

“La sicurezza è quel che conta: ogni volta che si può portare una macchina in altezza piuttosto che una persona, per noi è un vantaggio. È questo il regolamento che abbiamo scritto per il sito”, afferma McClain.

 

Dal 2016, le operazioni con droni di Shell presso Deer Park sono passate da una squadra composta da due uomini a un team che è stato pioniere nelle procedure operative standard con APR presso i siti dell’azienda in tutto il mondo. McClain ora supervisiona sette piloti qualificati e una flotta di droni DJI, mentre lavora a stretto contatto con i dipartimenti aeronautici di Shell e con il responsabile della robotica, Adam Serblowski, per integrare nuovi hardware e applicazioni. 

Come è comune nei luoghi di lavoro industriali dinamici che adottano la tecnologia dei droni, le missioni che la squadra di McClain conduce sono una combinazione di ispezioni programmate e di risposta agli incidenti. Terminali di torce e serbatoi a tetto galleggiante sono due esempi di infrastrutture presenti a Deer Park che richiedono ispezioni programmate: le loro condizioni e attività sono difficili da valutare da terra. 

Perdite di vapore e altre situazioni anomale richiedono un controllo dall’alto. Sono in atto procedure destinate a garantire il coinvolgimento del team droni nel momento in cui tali casi si presentano. 

Shell M300 Two Pilots

“Riceviamo una telefonata o veniamo informati alla riunione mattutina del sito”, spiega McCain. “Ascolto le richieste degli ingegneri e mettiamo rapidamente a punto un piano di intervento, valutiamo i rischi e abbiamo un drone già in volo entro 20-30 minuti”.

Indipendentemente da una pianificazione anticipata della missione, è importante che gli ingegneri Shell siano sempre presenti per guidare il volo e valutare la situazione in tempo reale. “Voglio che la persona che richiede l’ispezione ne faccia parte”, afferma McClain. 

Prime impressioni sul nuovo M300 RTK

La fotocamera multisensore Zenmuse H20 di DJI M300 RTK ha posto nuovi standard per la collaborazione e le prestazioni operative presso Shell Deer Park.

La flotta in loco si è evoluta dai DJI Phantom 4 e Inspire 1 della linea ricreativa nel 2016, a modelli aziendali tra cui la serie Matrice 200. Tuttavia, le sfide ambientali e operative affrontate dalla squadra di McClain indicano che finora non c’è stata una soluzione ideale per la maggior parte di tipologie di intervento. 

Per una serie di ragioni, probabilmente la più grande sfida per il team droni di Deer Park è la prossimità. 

Shell M300 Proximity

Ispezionare strutture e navigare nei sistemi di condotte del vapore richiede, in genere, un compromesso. I piloti devono avvicinarsi sufficientemente per avere una visione chiara, ma restare a distanza di sicurezza, come richiesto dalle procedure operative standard del team. Tali regole rendono minime le interferenze elettromagnetiche e il rischio che i sistemi di rilevamento ostacoli del drone interrompano il percorso di volo. 

La fotocamera H20 installata su M300 offre tre soluzioni a questa sfida. La prima soluzione è il telemetro laser H20, preciso fino a una distanza di 1200 metri.

“Non voliamo a meno di quindici metri dalle strutture. Prima di M300, si procedeva per tentativi. Ora abbiamo il telemetro che ci avvisa quando è meglio non spingersi oltre”, spiega McClain. 

La seconda soluzione è la fotocamera zoom da 20 MP di H20, con zoom ottico 23x. Questa nuova funzionalità consente di ottenere una visione ravvicinata a distanza, senza sacrificare la qualità dell’immagine. 

“Il più grande vantaggio dell’M300, secondo me, è l’H20”, afferma McClain.

“Anche con uno zoom completamente digitale, riesci comunque a ottenere un’immagine nitida di ciò che vuoi guardare. Hai tutti i dettagli di cui necessiti”

Shell M300 H20
DJI Zenmuse H20 

La terza soluzione ai problemi di prossimità dell’equipaggio è il nuovo sistema omnidirezionale di rilevamento degli ostacoli di M300. I nuovi doppi sensori visivi e ToF offrono tranquillità di lavoro anche in scenari complessi. 

McClain utilizza l’esame dei pipe-rack come esempio. “Il drone è in grado di correggere il proprio percorso e di muoversi tra gli oggetti prima di tornare all’altitudine prestabilita. Non dobbiamo più preoccuparci del drone che si ferma al rilevamento di un ostacolo, mettendo in difficoltà il pilota”. 

Combinazione di dettagli per una soluzione completa

Dopo aver speso lunghe ore nei lavori di controllo con la serie DJI M200, ciò che McClain apprezza della nuova piattaforma sono le piccole modifiche che fanno una grande differenza per le operazioni quotidiane e per il buon funzionamento del programma droni a Deer Park.  

L’autonomia di volo prolungata di M300, fino a 45 minuti con carico H20, è ideale per le missioni più impegnative. Ma per McClain e il suo team, è altrettanto importante la possibilità di sostituire velocemente le batterie TB60 senza interrompere la missione. Anche il rischio di aggiornamenti improvvisi e sconvenienti del firmware è nullo.

Un’altra gradita aggiunta è il nuovo sistema di gestione APR (UAV Health Management System) di DJI, che semplifica la manutenzione della flotta e tiene traccia dei dati di volo di ciascun drone nel corso del tempo. Ciò permette al team Shell di Deer Park di comprendere meglio le prestazioni della propria flotta e di prendere decisioni sugli interventi necessari basate su dati concreti. 

“M300 è completo di un programma di manutenzione e un software che ne controlla i motori e le diverse funzioni. Ora so esattamente quante ore di lavoro ha accumulato ciascun motore e le relative prestazioni”, commenta McClain.

Ispezioni più intelligenti in condizioni difficili

Sia per le ispezioni regolari che per la risposta alle emergenze, la capacità di ripetere le missioni con precisione costituisce un aiuto prezioso. Errori umani e anche piccole modifiche alle condizioni di volo potrebbero portare a risultati incoerenti. 

Il nuovo AI-Spot Check dell’M300 RTK è lo strumento progettato per risolvere questo problema. Combinando gli algoritmi di apprendimento visivo computerizzato alla precisione centimetrica del sistema cinematico in tempo reale (RTK) integrato, i team possono automatizzare le ispezioni di routine, con la certezza di acquisire ripetutamente informazioni accurate negli stessi data point. 

Secondo McClain questa funzionalità è estremamente versatile. “A seguito di un uragano, diversi anni fa, abbiamo subito un’enorme perdita di vapore. L’unico modo per permettere agli ingegneri di monitorare quella perdita era di usare un drone per scattare una foto ogni trenta minuti. Servendoci del GPS, abbiamo cercato di mantenere manualmente la fotocamera alla stessa inclinazione e angolazione. 

Ora, grazie a AI Spot-Check, siamo in grado di scattare foto una volta, poi premere un pulsante e lasciare che il drone torni a raccogliere gli stessi dati in modo indipendente e preciso.” 

Shell M300 John McClain

Avendo già ridotto il tempo e i costi necessari per eseguire le ispezioni manuali, l’ultimo strumento IA di DJI sembra destinato a eliminare l’elemento manuale anche da questo processo.  

Le ispezioni settimanali di 47 serbatoi a tetto galleggiante sono ora possibili semplicemente impostando l’angolazione desiderata per ciascun serbatoio.

“Non ci sono più dubbi. Possiamo ottenere la stessa immagine dello stesso serbatoio ogni settimana, il che rende molto più facile confrontare i problemi e prendere decisioni più accurate relativamente alla manutenzione”, afferma McClain.

L’ultima caratteristica valutata da McClain è un’altra piccola ma significativa innovazione. M300 RTK ha un grado di protezione in ingresso (IP) di 45, il che significa che può funzionare in sicurezza in condizioni di pioggia leggera e media. Clicca qui per scoprire di più su M300 RTK.

“Prestazioni IP così elevate ci aiutano nella risposta alle emergenze”, osserva McClain. “Sapere che possiamo operare in quasi tutte le condizioni meteorologiche ci dà tranquillità. Durante l’ultimo evento meteorologico problematico, l’uragano Harvey, abbiamo dovuto attendere che la pioggia e il vento si placassero prima di poter iniziare a volare. La prossima volta non avremo lo stesso problema”.

Il futuro dei droni nelle ispezioni industriali

Tutto fa pensare che l’impiego dei droni è ora sempre più diffuso nelle attività operative di siti come Shell Deer Park. I vantaggi in termini di sicurezza e costi sono chiari e convincenti. E la qualità dei dati raccolti segna il passo definitivo verso la scelta di piattaforme come l’M300. 

È solo questione di tempo prima che questi robot volanti lavorino in modo più indipendente, oltre la linea visiva (BVLOS) e senza la necessità di una supervisione diretta. 

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Tags: Energia, Petrolio e gas

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Malek Murison
Circa l'autore Malek Murison

Malek Murison is a technology writer based in England. He’s covered the world of drones since 2016 and produced articles, copy, and case studies for a number of publications and companies in the industry.

He’s especially interested in projects that use drones to tackle public safety, humanitarian, and conservation challenges. His work for DJI Enterprise spans blogs, guidebooks, and deep dives into how the latest in drone technology is changing lives and helping people work smarter.

Learn more at his website www.malekmurisonmedia.com

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