Die Ingenieure von FHE entwickeln sicherere Geräte zum Schutz der Öl- und Gasarbeiter

Obwohl die Verbraucher einen unersättlichen Appetit auf fossile Brennstoffe für den Transport und zum Heizen ihrer Häuser haben, sind sich nur wenige der Sicherheitsrisiken bewusst, die mit der Gewinnung von Öl und Gas aus dem Boden verbunden sind.

Laut der Occupational Safety and Health Administration (OSHA) des US-Arbeitsministeriums sind drei von fünf Todesfällen in der Öl- und Gasförderindustrie auf Gefahren zurückzuführen, bei denen es sich um „überfallene“, „erwischt“ oder „dazwischen“ -Gefahren handelt, wie z. B. von fahrenden Fahrzeugen, herunterfallenden Geräten und Hochdruckleitungen angefahren zu werden.

Diese Risiken sind in der hydraulischen Fracking-Industrie (auch bekannt als „Fracking“) deutlich sichtbar. Dabei wird eine Hochdruckmischung aus Wasser, Sand und Chemikalien in den Boden injiziert, um Risse im erdölhaltigen Gestein zu forcieren und größere Öl- oder Gasströme zu erzeugen. Bei der traditionellen Fracking-Anlage werden ausgeklügelte Labyrinthe aus Eisenrohren von mehreren Bohrlöchern mit einer Flotte von Tankwagen und Druckpumpenanlagen verbunden. Alle Rohrleitungen werden manuell mit einem Vorschlaghammer hergestellt, sodass die Arbeiter einem erheblichen Verletzungsrisiko ausgesetzt sind, wenn Rohre platzen oder Unfälle mit schwerem Gerät, das mit einem Kran auf die Baustelle heruntergelassen wird, auftreten.

Das in Colorado ansässige Unternehmen FHE entwickelt und fertigt Druckregelgeräte, die den Betrieb des hydraulischen Frackierens für Öl- und Gasarbeiter effizienter und sicherer machen. 2015 brachte das Unternehmen das branchenweit erste Produkt namens RigLock auf den Markt. Dabei handelt es sich um einen hydraulischen Bohrlochanschluss, der es dem Personal ermöglicht, das Bohrloch aus der Ferne mit den Druckregelleitungen zu verbinden. Mit der speziellen FHE-Ausrüstung können Arbeiter das mit einem Kran abgesenkte Bohrloch-Verbindungselement aus einer Entfernung von 30 Fuß sicher befestigen (sehen Sie in diesem Video, wie der RigLock funktioniert).

„Bei diesem Verfahren wurde früher ein Arbeiter in einen Männerkorb über die Gefahrenzone des Bohrlochs, die sogenannte ‚Rote Zone', gesenkt, um eine Handverbindung herzustellen“, erklärt Matthew Kibler, leitender mechanischer Konstrukteur bei FHE. „Es hängt eine beträchtliche Menge an schwerem Gerät und bewegt sich am Kran, und es gibt keine echten Steuerungen. Die Leute verloren also Finger und zerschmetterten sich Gliedmaßen allein durch die regelmäßige menschliche Interaktion mit den Geräten.“

„Wir sehen uns gerne als Sicherheits-Company“, fügt er hinzu. „Sie müssen Menschen nicht länger in Gefahr bringen.“

Die neueste Innovation von FHE ist der FracLock, ein verbesserter Bohrlochanschluss, der durch einen ferngesteuerten Gelenkarm, in dem Hochdruckleitungen eingebaut sind, in seiner Position verriegelt wird. Das System, das den Spitznamen „Der Skorpion“ trägt, macht 85 Prozent der Eisenrohre überflüssig, die bei der traditionellen Fracking-Anlage erforderlich sind.

Der 40 Fuß hohe, gelenkige Skorpionarm ist um 360 Grad drehbar, ragt über 40 Fuß aus der radialen Mitte heraus und kann schnell von Bohrloch zu Bohrloch manövrieren. Die Vielseitigkeit des FHE-Systems maximiert die Betriebszeit und erhöht die Produktivität, während gleichzeitig zusätzliche branchenübliche Verletzungsgefahren vermieden werden.

Datenmanagement: Auf der Suche nach einer PDM-Alternative

Um sein innovatives FracLock-System zu entwerfen und zu bauen, entschied sich FHE für die cloudbasierte Onshape, die SaaS-Produktentwicklungsplattform von PTC, die ein robustes CAD-System mit integriertem Datenmanagement und Tools für die Zusammenarbeit in Echtzeit kombiniert.

Bevor Kibler 2018 mit dem FracLock-Designprozess begann, suchte er nach einer besseren Datenmanagement-Lösung für sein wachsendes Team, um das dateibasierte PDM-System zu ersetzen. Als Leiter des Engineering-Teams war er frustriert über die inhärenten Einschränkungen von PDM, die verhindern, dass mehrere Personen gleichzeitig auf dieselbe Konstruktionsdatei zugreifen und daran arbeiten können.

„Ich persönlich werde ziemlich häufig um 2 Uhr morgens aufstehen. Ich wache auf und habe eine Idee und möchte etwas auf dem CAD-System entwerfen „, sagt Kibler. „Aber wenn jemand anderes in Ihrer Abteilung diese Dateien ausgecheckt hat, können Sie sie nicht bearbeiten. Die einzige Möglichkeit besteht darin, Kopien von ihnen anzufertigen. Wenn du Kopien anfertigst, musst du am nächsten Tag wiederkommen und den Besitz freigeben, Dateien überschreiben, alles veröffentlichen. Es wird zu einem Albtraum.“

„Ich bin viel unterwegs, und der Versuch, Dateien von einem externen Tresor aus ein- und auszuchecken, ist zu zeitaufwändig, wenn man versucht, sehr effizient zu sein“, fügt er hinzu. „Als ich Onshape als Ersatz für SOLIDWORKS evaluierte, testete ich, wie effektiv es war, während ich an verschiedenen Orten arbeitete. Und wenn ich Onshape aus Kanada, Florida oder Kalifornien oder meinem Büro in Colorado verwende, funktioniert es einfach reibungslos. Als Teamleiter hat die Tatsache, dass jeder in meinem Team jederzeit an seinen Designs arbeiten kann, ohne ein- oder auschecken zu müssen, das Spiel für uns grundlegend verändert.“

FHE hat Niederlassungen in den Vereinigten Staaten, in Kuwait und Abu Dhabi. Die Echtzeit-Datenmanagement- und Kollaborationstools von Onshape stellen sicher, dass alle Beteiligten auf der ganzen Welt immer die neueste Version des Designs im Blick haben. Immer wenn ein Teammitglied eine Designänderung vornimmt, sieht sie jeder andere im Team sofort oder erhält eine Benachrichtigung. In einer umfassenden Bearbeitungshistorie wird nachverfolgt, wer welche Änderung wann vorgenommen hat, sodass Teams auf Wunsch zu einem beliebigen früheren Stand des Designprozesses zurückkehren können. Laut Kibler führt das Vertrauen, dass jedes Mitglied des technischen Kernteams und jeder Fertigungspartner immer auf die neueste Designversion von Onshape schaut, zu enormen Einsparungen in der Fertigung.

„Wenn wir sicherstellen, dass unsere Lieferanten über die aktuellsten Zeichnungen verfügen, können Sie sofort sparen“, sagt er. „Jedes Mal, wenn wir einen Herstellungsfehler bekommen, kann das mehrere tausend Dollar kosten. Wenn Sie sicherstellen, dass die Anbieter über die neuesten Revisionen verfügen, liegt die Verantwortung bei ihnen und nicht beim Einkäufer. Ich weiß nicht einmal, wie ich anfangen soll, einen genauen Dollarbetrag darauf anzugeben, aber die Klarheit, die Onshape uns in unserer Kommunikation mit Anbietern bietet, ist von unschätzbarem Wert.“

Der „Light User“ -Zugang von Onshape ermöglicht eine bessere Zusammenarbeit mit Drittanbietern und IP-Sicherheit

Das Produktentwicklungsteam von FHE hat derzeit 11 Onshape-Benutzer in Vollzeit und 135 Light User. Mit dem Enterprise-Tarif von Onshape können Unternehmen flexible und kostengünstige „Light-User“ -Abonnements für Teammitglieder oder externe Partner erwerben, die nur gelegentlich auf das CAD-Modell zugreifen müssen. FHE betrachtet dieses Geschäftsmodell als die wirtschaftlichste und effektivste Art, mit den Dutzenden von Anbietern zusammenzuarbeiten, die Bauteile für die RigLock- und FracLock-Systeme herstellen.

„Wir haben viele, viele Anbieter und nur sehr wenige Designer“, bemerkt Kibler. „Es ist die gegenteilige Situation der meisten Unternehmen, die viele Ingenieure oder Designer und nur sehr wenige Anbieter haben werden. Die Magie von Onshape besteht darin, dass Sie einen separaten Arbeitsbereich erstellen können, den Sie mit Ihrem Anbieter teilen können. Sie können diesen Arbeitsbereich exportieren und die Geometrie dann in ihre CAM-Systeme einfügen. Ich muss ihnen nur den Arbeitsbereich-Link per E-Mail schicken und solange sie die richtigen Berechtigungen haben, können sie unsere Teile sehen.“

Kibler fügt hinzu, dass die sichere Sharing-Funktion von Onshape dem Unternehmen hilft, seine firmeneigenen Designs besser zu schützen, wenn eine Geschäftsbeziehung mit einem bestimmten Anbieter endet.

„Was passiert, wenn ich nicht möchte, dass ein Verkäufer unser Bauteil mehr sehen kann? Mit Onshape ist es so einfach, in das Dokument zu gehen und ihre Berechtigungen zu löschen, sodass sie nicht mehr zugreifen können. Diese Art von Aktienmerkmalen ist für die Art und Weise, wie wir die Kommunikation mit unseren vielen Anbietern verwalten, absolut unerlässlich „, sagt er.

Kollaboratives Design ist für zukünftiges Wachstum unerlässlich

Die U.S. Energy Information Administration führt den jüngsten inländischen Boom der Rohölproduktion in erster Linie auf das Wachstum der Fracking-Industrie zurück. Die Behörde berichtet auch, dass Fracking inzwischen zwei Drittel der US-Erdgasproduktion ausmacht.

Da die Nachfrage nach FHE-Equipment und -Services auf der ganzen Welt wächst, geht Kibler davon aus, dass Onshape seinem Unternehmen weiterhin dabei helfen wird, seinen Produktentwicklungsprozess zu verbessern.

„Onshape ist unser primäres Design-Tool, unser primäres Tool zum Teilen und es wird uns weiterhin helfen, unsere Lieferantenkommunikation auszubauen“, sagt er. „Ich bin ein großer Fan von Onshape. Ich war gerade auf einer Rekrutierungsmesse an einem College und habe Absolventen gezeigt, wie Sie CAD-Modelle aufrufen und auf Ihrem Handy bearbeiten können. Onshape ist wirklich die nächste Generation dessen, was CAD sein kann und sein wird, und ist wegweisend dafür, wie Software für kollaboratives Design aussieht.“