Arbeiten am Meeresgrund - Bild: FMCTechnologies

Arbeiten am Meeresgrund: Die Datenkommunikationstechnologie muss extreme Herausforderungen meistern. - Bild: FMCTechnologies

Öl und Gas aus den Tiefen des Meeres zu fördern, ist sehr anspruchsvoll und erfordert hoch entwickelte Technologien, um eine effiziente und vor allem sichere Produktion zu gewährleisten. Unterwassersysteme werden ständig weiterentwickelt und verbessert, und als dessen Folge werden Chancen, neue Reservoirs zu erschließen, die zuvor entweder als unwirtschaftlich oder nicht zugänglich galten, immer wahrscheinlicher. Die Unterwassersysteme von FMC Technologies lassen sich in einer Tiefe von bis zu 3000 Meter installieren. Da ein Zugang in diesen Regionen generell sehr aufwendig ist, sind Geräteausfälle oder Unterbrechungszeiten mit einer schwierigen sowie kostspieligen Wartung verbunden und führen aufgrund eines Produktionsausfalls zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten. Es ist daher wichtig, dass alle Komponenten eines Unterwassersystems höchste Zuverlässigkeit und eine möglichst lange mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen (MTBF) bieten. Das Unternehmen kann mit seinen Unterwassersystemen jetzt schon eine Kommunikationssystembetriebszeit knapp unter 100 Prozent anbieten, versucht aber dennoch ständig, seine Systeme weiterzuentwickeln, um die Leistung und Zuverlässigkeit weiter zu erhöhen.

Eruptionskreuze kontrollieren

Dazu setzt das Unternehmen auch aktuell auf dem Markt verfügbare Kommunikationstechnologien ein, wie zum Beispiel Industrial Ethernet Switches, um Datenreihen von Eruptionskreuzen zu kontrollieren. Diese Eruptionskreuze werden zur Überwachung und Steuerung von Unterwasserbohrungen eingesetzt und sind ein zentraler Teil des Produktionssystems. In einfachen Worten: Eruptionskreuze sind große Ventile, die direkt über der Ölquelle im Bohrloch installiert sind und den Durchfluss, Druck und andere Variable in den Extraktionsprozess steuern. Bei der Suche und Beschaffung neuer Datenkommunikationsgeräte für Eruptionskreuze benötigt der Spezialist für Unterwassersysteme sehr robuste und zuverlässige Produkte, die obendrein einen langen Lebenszyklus von bis zu 30 Jahren bieten.

Die Zuverlässigkeit der Komponenten eines Unterwassersystems ist extrem wichtig. - Bild: FMCTechnologies
Die Zuverlässigkeit der Komponenten eines Unterwassersystems ist extrem wichtig. - Bild: FMCTechnologies

„Zuverlässigkeit und Betriebsverfügbarkeit sind in dieser Art von Anlagen extrem immanent, und es ist wichtig, dass die Datenkommunikationstechnologie, auf die wir setzen, diese extremen Herausforderungen unterstützt“, erklärt Björn Haavengen, Global R&D Manager für Kontroll- und Datenmanagement bei FMC Technologies. „Bei der Suche nach neuen Technologien benötigen wir Unternehmen mit einer klaren Vision zukünftiger Kommunikationslösungen und langjähriger Erfahrung bei kritischen Anwendungen.“ Angesichts dieser anspruchsvollen Herausforderungen bat der Spezialist für Unterwassersysteme für die Öl- und Gasförderung das Unternehmen Westermo um Unterstützung. Letzteres hat ebenfalls die Philosophie, mehr als nur ein Produkt zu konstruieren. Beide Unternehmen sind in der Lage, komplette Lösungen für komplexe und anspruchsvolle Umgebungen zur Verfügung zu stellen.

Über 500.000 Stunden ohne Ausfall

Nur mit den hochwertigsten Komponenten und – wo immer es möglich ist – ohne Elektrolyt-Kondensatoren, Relais, Lüfter und Batterien (sie reduzieren in der Regel die MTBF) hat der Spezialist für industrielle Datenkommunikation die nach eigenen Angaben weltweit zuverlässigsten Ethernet-Switches auf dem Markt entwickelt und bietet, abhängig vom Modell, branchenführende MTBF-Zeiten (Meantime Between Failures) von mehr als 500.000 Stunden. Um sich davon zu überzeugen, gab es auch eine Besichtigung der Produktionsstätten und der Entwicklung vor Ort sowie eine Überprüfung der Herstellungsprozesse. „Westermos Produktionsstätte in Schweden ist sehr beeindruckend und State-of-the-Art in der Industrie-Elektronik“, sagt Haavengen. „Die strengen Produktions- und Qualitätsverfahren bedeuten, dass Produkte in vielen Stufen des Herstellungsprozesses geprüft werden und das wiederum versichert die maximale Zuverlässigkeit der Produkte.“

Kommunikation vom Meeresboden aus

Bild: FMCTechnologies
Bild: FMCTechnologies

Ein modifizierter Ethernet-Switch verantwortet nun die hauptsächliche und wichtigste Datenübertragung über die Eruptionskreuze. Er basiert auf den Managed Switches der kompakten Lynx-Reihe. Konstante und zuverlässige Kommunikation ist ein wesentliches Kriterium. Westermos Ethernet-Switches werden verwendet, um eine Vielzahl von kritischen Daten einschließlich Temperatur, Druck und Strömung zu übertragen.

Die Switches sind in einem Elektronik- und Kommunikationsgehäuse innerhalb des Eruptionskreuzes installiert. Dieses Gehäuse beherbergt eine Reihe an elektronischen Geräten und Vorrichtungen und bietet eine geschützte Umgebung. „Die Möglichkeit, sich auf jeden Lieferanten verlassen zu können, ist entscheidend für den Erfolg dieser Projekte, vor allem in so anspruchsvollen Bereichen wie der Kommunikation mit Geräten auf dem Meeresboden“, sagt Jan-Helge Kupen, Projektleiter bei FMC Technologies. Als Ergebnis der Zusammenarbeit werden nun die Eruptionskreuze inklusive der Switches für Öl- und Gasprojekte auf der ganzen Welt eingesetzt.

Technik im Detail

Die Routing-Switch-Familie Lynx

  • Ob industrieller Ethernet- oder Device-Server-Switch, die Geräte unterstützen je nach Modell fortgeschrittenes Layer-2-Switching für einen optimalen Datentransfer und schnelle Wiederherstellung redundanter Ethernet-Ring-Netzwerke beziehungsweise Layer-3-Routing einschließlich statischem und dynamischem Routing, VRRP, NAT und Port Forwarding. Funktionen für VLANs mit Unterstützung von bis zu 64 virtuellen Netzwerken in Kombination mit Layer-3-Protokollen gewährleisten die Netzwerksicherheit.
  • Westermos FRNT-Technologie dient der Rekonfiguration eines umfangreichen Netzwerkes. Unabhängig von der Netzlast gehört es mit einer Rekonfigurationszeit von weniger als 20 Millisekunden zu einem der schnellsten Redundanzprotokolle auf dem Markt. Alternativ auch mit IECEx, DNV-Zertifizierung und UL-Zulassung.