Gli ingegneri della FHE progettano apparecchiature più sicure per proteggere i lavoratori del settore petrolifero e del gas

Sebbene i consumatori abbiano un appetito insaziabile per i combustibili fossili per il trasporto e il riscaldamento delle proprie abitazioni, pochi sono consapevoli dei rischi per la sicurezza umana associati all'estrazione di petrolio e gas dal suolo.

Secondo l'Occupational Safety and Health Administration (OSHA) del Dipartimento del Lavoro degli Stati Uniti, tre decessi su cinque nel settore dell'estrazione di petrolio e gas sono il risultato di pericoli «colpiti», «intrappolati» e «intrappolati», tra cui l'essere colpiti da veicoli in movimento, caduta di apparecchiature e linee ad alta pressione.

Questi rischi sono ben visibili nell'industria della fratturazione idraulica (nota anche come «fracking»), che inietta nel terreno una miscela ad alta pressione di acqua, sabbia e sostanze chimiche per forzare le crepe nella roccia contenente petrolio e produrre maggiori flussi di petrolio o gas. Nella configurazione tradizionale del fracking, elaborati labirinti di tubi di ferro sono collegati da più teste di pozzo a una flotta di autocisterne e attrezzature di pompaggio a pressione. Tutti i collegamenti idraulici vengono eseguiti manualmente con una mazza, esponendo i lavoratori a un notevole rischio di lesioni dovute allo scoppio di tubi o potenziali incidenti con attrezzature pesanti calate sul sito con una gru.

Con sede in Colorado, FHE progetta e produce apparecchiature per il controllo della pressione che rendono le operazioni di fratturazione idraulica più efficienti e sicure per i lavoratori del settore petrolifero e del gas. Nel 2015, l'azienda ha introdotto un primo prodotto del settore chiamato RigLock, un connettore idraulico per pozzo che consente al personale di collegare in remoto il pozzo all'impianto idraulico di controllo della pressione. Con l'attrezzatura FHE specializzata, i lavoratori possono fissare in modo sicuro il connettore della testa del pozzo, abbassato con una gru, da 100 piedi di distanza (guarda come funziona il RigLock in questo video).

«Questo processo prevedeva l'abbassamento di un lavoratore in una cesta portaoggetti sopra la zona pericolosa della testa del pozzo, chiamata 'Zona rossa', per creare un collegamento manuale», spiega Matthew Kibler, progettista meccanico senior per FHE. «C'è una quantità significativa di attrezzature pesanti appese e spostate con la gru e non ci sono controlli reali. Quindi le persone perdevano le dita e si rompevano gli arti solo a causa della normale interazione umana con l'attrezzatura».

«Ci piace considerarci un'azienda di sicurezza», aggiunge. «Non è più necessario mettere le persone in pericolo».

L'ultima innovazione di FHE è il FraClock, un connettore per la testa di pozzo migliorato che è bloccato in posizione da un braccio articolato comandato a distanza che include un impianto idraulico ad alta pressione integrato all'interno. Il sistema, soprannominato «lo Scorpione», elimina l'85 percento dei tubi di ferro necessari nella tradizionale configurazione di fracking.

Il braccio articolato Scorpion alto 40 piedi ruota di 360 gradi, si estende per oltre 40 piedi dal centro radiale e può manovrare rapidamente da una testa di pozzo all'altra. La versatilità del sistema FHE massimizza i tempi di funzionamento e aumenta la produttività eliminando al contempo ulteriori rischi di lesioni comuni nel settore.

Gestione dei dati: alla ricerca di un'alternativa al PDM

Per progettare e realizzare il suo innovativo sistema FraClock, FHE ha scelto Onshape, la piattaforma di sviluppo di prodotti SaaS di PTC, basata su cloud, che combina un robusto sistema CAD con strumenti integrati di gestione dei dati e collaborazione in tempo reale.

Prima di iniziare il processo di progettazione di FraClock nel 2018, Kibler voleva trovare una soluzione di gestione dei dati migliore per il suo team in crescita per sostituire il loro sistema di gestione dei dati di prodotto (PDM) basato su file. In qualità di responsabile del team di progetto, era frustrato dalle restrizioni intrinseche del PDM che impediscono a più persone di accedere e lavorare contemporaneamente sullo stesso file di progetto.

«Personalmente mi alzerò abbastanza spesso alle 2 del mattino. Mi sveglio e mi viene un'idea e voglio progettare qualcosa sul sistema CAD», afferma Kibler. «Ma quando qualcun altro del tuo dipartimento fa controllare quei file, non puoi entrare e modificarli. L'unico modo è farne delle copie. Se fai delle copie, devi tornare il giorno successivo e rilasciare la proprietà, sovrascrivere i file, rilasciare tutto. Si trasforma in un incubo».

«Viaggio molto e cercare di effettuare il check-in e il check-out dei file da un deposito remoto è proibitivo in termini di tempo se si cerca di essere molto efficienti», aggiunge. «Quindi, quando ho valutato Onshape come sostituto di SOLIDWORKS, ho testato la sua efficacia mentre lavoravo in luoghi diversi. E quando uso Onshape dal Canada, dalla Florida o dalla California o dal mio ufficio in Colorado, funziona perfettamente. In qualità di team leader, il fatto che chiunque nel mio team possa lavorare sui propri progetti in qualsiasi momento senza check-in o check-out ha cambiato radicalmente il gioco per noi».

La FHE ha uffici negli Stati Uniti, in Kuwait e Abu Dhabi. Gli strumenti di collaborazione e gestione dei dati in tempo reale di Onshape assicurano che ogni stakeholder in tutto il mondo sia sempre alla ricerca dell'ultima versione del progetto. Ogni volta che un membro del team apporta una modifica al progetto, tutti gli altri membri del team la vedono immediatamente o ricevono una notifica. Una cronologia completa delle modifiche tiene traccia di chi ha apportato le modifiche e quando, se lo si desidera, consente ai team di tornare a qualsiasi fase precedente del progetto.

Kibler afferma che la fiducia che ogni membro del team di progettazione principale e partner di produzione guarda sempre all'ultima versione di progetto di Onshape si traduce in enormi risparmi in officina.

«Assicurarsi che i nostri fornitori dispongano dei disegni più aggiornati consente risparmi immediati», afferma. «Ogni volta che si verifica un errore di produzione, potrebbe costare diverse migliaia di dollari. Assicurarsi che i fornitori siano aggiornati alle ultime revisioni impone l'onere a loro e non all'agente di acquisto. Non so nemmeno come iniziare a mettere un importo esatto in dollari, ma la chiarezza che Onshape ci offre nelle nostre comunicazioni con i fornitori è inestimabile».

L'accesso «utente light» di Onshape consente una migliore collaborazione con terze parti e una migliore sicurezza IP

Il team di sviluppo del prodotto di FHE è attualmente composto da 11 utenti Onshape a tempo pieno e 135 utenti light. Il piano Enterprise di Onshape consente alle aziende di acquistare abbonamenti «utente light» flessibili ed economici per i membri del team o i partner esterni che solo occasionalmente hanno bisogno di accedere al modello CAD. FHE considera questo modello di business il modo più economico ed efficace per collaborare con le dozzine di fornitori che producono parti per i sistemi RigLock e FraClock.

«Abbiamo moltissimi fornitori e pochissimi progettisti», osserva Kibler. «È la situazione opposta della maggior parte delle aziende, che avranno molti ingegneri o progettisti e pochissimi fornitori. La magia di Onshape è che puoi creare una separata area di lavoro da condividere con il tuo fornitore. Possono esportare questa area di lavoro e quindi inserire la geometria nei loro sistemi CAM. Tutto quello che devo fare è inviare loro via e-mail il collegamento all'area di lavoro e, purché abbiano le autorizzazioni corrette, potranno vedere le nostre parti».

Kibler aggiunge che la funzione di condivisione sicura di Onshape aiuta l'azienda a proteggere meglio i propri progetti proprietari se termina un rapporto commerciale con un fornitore specifico.

«Cosa succede se non voglio che un fornitore possa più vedere la nostra parte? Con Onshape, è facile: basta accedere al Documento ed eliminare le loro autorizzazioni in modo che non abbiano più accesso. Questo tipo di caratteristiche di condivisione sono assolutamente fondamentali per il modo in cui gestiamo le comunicazioni con i nostri numerosi fornitori», afferma.

La progettazione collaborativa è essenziale per la crescita futura

L'Energy Information Administration degli Stati Uniti attribuisce il recente boom interno della produzione di petrolio greggio principalmente alla crescita del settore della fratturazione idraulica. L'agenzia riferisce inoltre che il fracking ora fornisce i due terzi della produzione di gas naturale degli Stati Uniti.

Man mano che la domanda di apparecchiature e servizi FHE cresce in tutto il mondo, Kibler afferma di immaginare che Onshape continuerà ad aiutare la sua azienda a migliorare il processo di sviluppo dei prodotti.

«Onshape è il nostro principale strumento di progettazione, il nostro principale strumento di condivisione e continuerà ad aiutarci a espandere le nostre comunicazioni con i fornitori», afferma. «Sono un grande fan di Onshape. Sono appena stato a una fiera del reclutamento universitario e ho mostrato ai laureati come è possibile recuperare modelli CAD e modificarli sul telefono. Onshape è davvero la prossima generazione di ciò che il CAD può e sarà e sta aprendo la strada all'aspetto del software di progettazione collaborativa».