Les ingénieurs de FHE conçoivent des équipements plus sûrs pour protéger les travailleurs du secteur pétrolier et gazier

Bien que les consommateurs aient un appétit insatiable pour les combustibles fossiles pour les transports et pour chauffer leur maison, peu d'entre eux sont conscients des risques pour la sécurité humaine associés à l'extraction du pétrole et du gaz du sol.

Selon l'Administration de la sécurité et de la santé au travail (OSHA) du ministère américain du Travail, trois décès sur cinq dans l'industrie de l'extraction de pétrole et de gaz sont dus à des dangers « heurtés », « coincés » et « pris entre deux », notamment le fait d'être heurté par des véhicules en mouvement, des chutes d'équipement et des conduites à haute pression.

Ces risques sont bien visibles dans l'industrie de la fracturation hydraulique (également appelée « fracturation »), qui injecte un mélange à haute pression d'eau, de sable et de produits chimiques dans le sol pour provoquer des fissures dans la roche pétrolifère afin de produire des flux de pétrole ou de gaz plus importants. Dans le système de fracturation traditionnel, des labyrinthes élaborés de tuyaux en fer sont connectés à plusieurs têtes de puits à une flotte de camions-citernes et à des équipements de pompage sous pression. Tous les raccordements de plomberie sont effectués manuellement à l'aide d'un marteau, ce qui expose les travailleurs à un risque considérable de blessures en cas d'éclatement de tuyaux ou d'accidents potentiels liés à des équipements lourds descendus sur le site par une grue.

Basée au Colorado, FHE conçoit et fabrique des équipements de contrôle de pression qui rendent les opérations de fracturation hydraulique plus efficaces et plus sûres pour les travailleurs du secteur pétrolier et gazier. En 2015, l'entreprise a lancé un produit unique sur le marché appelé RigLock, un connecteur de tête de puits hydraulique qui permet au personnel de relier à distance le puits à la tuyauterie de régulation de pression. Grâce à l'équipement FHE spécialisé, les travailleurs peuvent fixer solidement le connecteur de tête de puits, abaissé par une grue, à une distance de 100 pieds (voyez comment fonctionne le RigLock dans cette vidéo).

« Ce processus impliquait autrefois de faire descendre un travailleur dans une nacelle au-dessus de la zone dangereuse de la tête de puits, appelée « zone rouge », pour établir une connexion manuelle », explique Matthew Kibler, concepteur mécanique senior pour FHE. « Il y a une quantité importante d'équipements lourds suspendus et déplacés par des grues, et il n'y a pas de véritable contrôle. Les gens perdaient donc des doigts et se cassaient des membres simplement à cause de l'interaction humaine régulière avec l'équipement. »

« Nous aimons nous considérer comme une entreprise de sécurité », ajoute-t-il. « Vous n'avez plus besoin de mettre les gens en danger. »

La dernière innovation de FHE est le FracLock, un connecteur de tête de puits amélioré qui est verrouillé en position par un bras articulé télécommandé qui comprend une tuyauterie haute pression intégrée à l'intérieur. Le système, surnommé « le Scorpion », élimine 85 % des tuyaux en fer nécessaires à la fracturation hydraulique traditionnelle.

Le bras articulé Scorpion de 40 pieds de haut pivote à 360 degrés, s'étend à plus de 40 pieds du centre radial et peut manœuvrer rapidement d'une tête de puits à l'autre. La polyvalence du système FHE maximise la durée de fonctionnement et augmente la productivité tout en retirant les risques de blessures supplémentaires courants dans l'industrie.

Gestion des données : à la recherche d'une alternative au PDM

Pour concevoir et développer son système innovant FracLock, FHE a choisi Onshape, la plateforme de développement de produits SaaS de PTC basée sur le cloud, qui associe un système de CAO robuste à une gestion des données intégrée et à des outils de collaboration en temps réel.

Avant de commencer le processus de conception de FracLock en 2018, Kibler souhaitait trouver une meilleure solution de gestion des données pour son équipe en pleine croissance afin de remplacer leur système de gestion des données de produit (PDM) basé sur des fichiers. En tant que chef de l'équipe d'ingénierie, il était frustré par les restrictions inhérentes au PDM, qui empêchaient plusieurs personnes d'accéder et de travailler simultanément sur le même fichier de conception.

« Personnellement, je me lèverai assez fréquemment à 2 heures du matin. Je vais me réveiller, avoir une idée et vouloir concevoir quelque chose sur le système de CAO », explique Kibler. « Mais lorsqu'un autre membre de votre service fait extraire ces fichiers, vous ne pouvez pas les modifier. Le seul moyen est d'en faire des copies. Si vous faites des copies, vous devez revenir le lendemain et publier la propriété, remplacer les fichiers, tout publier. Cela tourne au cauchemar. »

« Je voyage beaucoup, et essayer d'enregistrer et de récupérer des fichiers à partir d'un coffre-fort distant prend trop de temps lorsque vous essayez d'être très efficace », ajoute-t-il. « Lorsque j'ai évalué Onshape en tant que solution de remplacement de SOLIDWORKS, j'ai testé son efficacité alors que je travaillais sur différents emplacements. Et lorsque j'utilise Onshape depuis le Canada, la Floride, la Californie ou mon bureau du Colorado, cela fonctionne parfaitement. En tant que chef d'équipe, le fait que tous les membres de mon équipe puissent travailler sur leurs conceptions à tout moment, sans enregistrement ni départ, a fondamentalement changé la donne pour nous. »

FHE possède des bureaux aux États-Unis, au Koweït et à Abu Dhabi. Les outils de collaboration et de gestion des données en temps réel d'Onshape garantissent que toutes les parties prenantes du monde entier ont toujours accès à la dernière version de la conception. Chaque fois qu'un membre de l'équipe apporte une modification à la conception, tous les autres membres de l'équipe la voient instantanément ou reçoivent une notification. Un historique complet des modifications suit qui a effectué les modifications et à quel moment, ce qui permet aux équipes de revenir à n'importe quelle étape antérieure de la conception si elles le souhaitent.

Kibler affirme que la confiance que chaque membre de l'équipe d'ingénierie principale et chaque partenaire de fabrication recherchent toujours la dernière version de conception d'Onshape se traduit par des économies considérables en atelier.

« Le fait de s'assurer que nos fournisseurs disposent des plans les plus récents permet de réaliser des économies immédiates », déclare-t-il. « Chaque fois que nous avons une erreur de fabrication, cela peut coûter plusieurs milliers de dollars. C'est à eux qu'incombe la responsabilité de s'assurer que les fournisseurs sont au courant des dernières révisions, et non pas à l'agent d'achat. Je ne sais même pas par où commencer pour y mettre un montant exact en dollars, mais la clarté qu'Onshape nous apporte dans nos communications avec les fournisseurs est inestimable. »

L'« utilisateur avec profil restreint » d'Onshape permet une meilleure collaboration avec des tiers et une meilleure sécurité IP

L'équipe de développement des produits de FHE compte actuellement 11 utilisateurs à plein temps d'Onshape et 135 utilisateurs avec profil restreint. Le plan Enterprise d'Onshape permet aux entreprises de souscrire des « utilisateurs avec profil restreint » flexibles et rentables pour les membres de l'équipe ou les partenaires externes qui n'ont besoin que de temps en temps d'accéder au modèle CAO. FHE considère ce modèle commercial comme le moyen le plus économique et le plus efficace de collaborer avec les dizaines de fournisseurs qui fabriquent des pièces pour les systèmes RigLock et FracLock.

« Nous avons de nombreux fournisseurs et très peu de concepteurs », note Kibler. « C'est la situation inverse de la plupart des entreprises, qui compteront de nombreux ingénieurs ou concepteurs et très peu de fournisseurs. La magie d'Onshape réside dans le fait que vous pouvez créer un espace de travail distinct à partager avec votre fournisseur. Ils peuvent exporter cet espace de travail, puis insérer la géométrie dans leurs systèmes FAO. Tout ce que j'ai à faire, c'est de leur envoyer le lien de l'espace de travail par e-mail et tant qu'ils disposent des autorisations nécessaires, ils peuvent voir nos pièces. »

Kibler ajoute que la fonction de partage sécurisé d'Onshape aide l'entreprise à mieux protéger ses conceptions propriétaires en cas de fin de relation commerciale avec un fournisseur spécifique.

« Que se passe-t-il si je ne veux plus qu'un fournisseur puisse voir notre pièce ? Avec Onshape, il suffit d'accéder au Document et de supprimer leurs autorisations afin qu'ils n'y aient plus accès. Ce type de caractéristiques de partage est absolument essentiel à la manière dont nous gérons les communications avec nos nombreux fournisseurs », déclare-t-il.

La conception collaborative est essentielle à la croissance future

L'Energy Information Administration des États-Unis attribue le récent essor national de la production de pétrole brut principalement à la croissance de l'industrie de la fracturation hydraulique. L'agence rapporte également que la fracturation hydraulique fournit désormais les deux tiers de la production de gaz naturel des États-Unis.

Alors que la demande d'équipements et de services FHE augmente dans le monde entier, Kibler pense qu'Onshape continuera à aider son entreprise à améliorer son processus de développement de produits.

« Onshape est notre principal outil de conception, notre principal outil de partage et il continuera à nous aider à développer nos communications avec les fournisseurs », déclare-t-il. « Je suis un grand fan d'Onshape. Je venais d'assister à un salon de recrutement universitaire et j'ai montré aux diplômés comment vous pouvez extraire des modèles CAO et les modifier sur votre téléphone. Onshape représente vraiment la prochaine génération de ce que la CAO peut et sera, et ouvre la voie à ce à quoi ressemble un logiciel de conception collaboratif. »