“Experiencias del Instituto Mexicano del Petróleo en Proyectos de Ingeniería con Modelos 

Electrónicos Tridimensionales Inteligentes (METI)Electrónicos Tridimensionales Inteligentes (METI), obtenidos a partir de la Generación de Nubes de Puntos con Tecnología de Escáner Láser 3D”.

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28 septiembre 11

1.‐OBJETIVO

2.‐ INTRODUCCIÓN

3.‐PROCESO  CON TECNOLOGÍA  LÁSER 3D Y PDS

4.‐RESULTADOS 

5 ‐CONCLUSIONES5. CONCLUSIONES

6.‐REFERENCIAS

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1.- OBJETIVO

ᶲ Presentar las experiencias en el uso de tecnologías  de diseño 3D combinadas con las tecnologías Láser Escáner 3D que se hantecnologías Láser Escáner 3D que se han empleado en el IMP.

ᶲ Describir el proceso del uso de la Tecnología p gLáser 3D en el modelado de instalaciones.

ᶲ Comparar los resultados  obtenidos.

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El Instituto Mexicano del Petróleo, a través de la Dirección de Ingeniería de Proyecto y

2. INTRODUCCIÓN 1 / 2

la Dirección de Investigación y Posgrado, ha realizado un importante esfuerzo deasimilación de tecnologías, orientado a aportar mayor valor y contenido tecnológico aPetróleos Mexicanos en el desarrollo de la Ingeniería de sus Proyectos de Inversión.

Con la finalidad de continuar proporcionando servicios de alto valor agregado paraPEMEX, el IMP ha profundizado en el desarrollo de ingeniería concurrente endiferentes aspectos, entre ellos la asimilación y el empleo de tecnologías dereconocimiento Láser, y el desarrollo de estándares y procedimientos de trabajo quese han integrado a las fortalezas tecnológicas Institucionales para realizar la Ingenieríade Proyecto en el IMPde Proyecto en el IMP.

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La aplicación de la tecnología de reconocimiento láser en el IMP, es una parteimportante en las mejoras que se han incorporado a los programas Institucionales y

2. INTRODUCCIÓN 2 / 2

importante en las mejoras que se han incorporado a los programas Institucionales, yque a su vez promueven entre otros aspectos la competitividad, el empleo detecnología de punta, incluyendo el manejo eficiente de recursos que son materia dela ingeniería actual.

El uso de la tecnología de reconocimiento láser en el IMP, se ha dirigido a diferentestipos de instalaciones y tipos de proyectos, destacando instalaciones Costafuera einstalaciones terrestres, cubriendo prácticamente las áreas en Refinación, Gas yPetroquímica, siendo incluidas, particularmente, baterías de separación yestabilización de crudo, así como estaciones de compresión de gas y rebombeoentre otras, y de manera relevante en proyectos de reacondicionamiento deinstalaciones denominados “Revamps”.instalaciones denominados Revamps .

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Í Á

El IMP ha desarrollado diversos proyectos en los cuales se ha empleado la Tecnología

3.- PROCESO CON TECNOLOGÍA LÁSER 3D Y MODELADO EN PDS

Láser Escáner para el levantamiento de información de instalaciones existentes y suposterior proceso para obtener modelos 3D en el sistema PDS.

El objetivo de los trabajos por desarrollar se pueden enmarcar en las siguientesEl objetivo de los trabajos por desarrollar se pueden enmarcar en las siguientesnecesidades:

Modificación del servicio de las instalaciones.

Adecuación de equipos, paquetes o sistemas.

Tener Información del estado actual de la instalación

para decidir si es factible su modificación o no.

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3 1 D i ió d l ét d d l t i t á l 3D3.1 Descripción del método de levantamiento con escáner laser 3D

Los principales componentes de la tecnología láser escáner son una fuente dela luz de láser un emisor de rayos láser un receptor que detecta la luz del láserla luz de láser, un emisor de rayos láser, un receptor que detecta la luz del láserde regreso después de haber encontrado el objeto por capturar, y un sistemaque calcula la distancia del escáner al objeto. Además frecuentemente mide laintensidad de la luz reflejada, la cual permite identificar y visualizar el tipo deobjeto capturado.

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3 1 D i ió d l t l í Lá 3D ( t)3.1 Descripción de la tecnología Láser 3D (cont).

Las dos tecnologías láser escáner más usadas en equipos para este tipo detrabajos en instalaciones industriales son:j

• Tiempo‐de‐Vuelo (time‐of‐flight ) Se utilizan para la infraestructura civil de grantamaño como los diques, puentes, el terraplén y modelado de terreno, torresde transmisión y otras estructurasde transmisión y otras estructuras.

• En Base a Fases (Phase‐based) ó amplitud‐modulada de onda continua (AMCW).Rangos cortos de 50 m ó menos, tiene alta velocidad, y se aplican cuando setiene necesidad de tomar datos rápidamente y con alta definición.

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3.2 Proceso de Levantamiento Láser 3D y Elaboración de METI

Levantamientode la instalación

(As built)

Modelo de nubes de puntos Modelo ElectrónicoTridimensional Inteligente

3.2 Proceso de Levantamiento Láser 3D y  Elaboración de METI

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Extracción de Información

3.3 Descripción de los trabajos de campo de levantamiento con escáner laser 3D

Localización definitiva de equipo.

Localización de Target (objetivos).

Secuencia de Levantamiento.

Registro fotográfico Registro fotográfico.

Topografía con estación total.

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3.4 Descripción de los trabajos de gabinete de levantamiento con escáner láser 3D

Unificación de tomas (Registración).

O i ió d l b d

3.4 Descripción de los trabajos de gabinete de levantamiento con escáner láser 3D

Orientación de la nube de puntos.

Validación topográfica.

Modelo de Nube de puntosp

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3 5 Creación del METI a partir del Modelo de Nube de Puntos

Llevar la nube de puntos al Sistema PDS.

3.5 Creación del METI a partir del Modelo de Nube de Puntos.

p

Crear componentes en la nube de Puntos.

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3 5 Creación del METI a partir del Modelo de Nube de Puntos (cont)3.5 Creación del METI a partir del Modelo de Nube de Puntos (cont).

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3.6 Experiencias y Resultados en Proyectos.

Objetivo: Desmantelamiento y Adecuación de Áreaspara la Instalación del Sistema Integral de

Proyecto de adecuación 1

para la Instalación del Sistema Integral deDeshidratación y Desalado en una Plataforma Marina

Beneficios del proyecto:

Contar con el espacio necesario para la instalación de los equipos en la Plataforma para 

h d l l á lDeshidratar y Desalar Electrostáticamente la corrientes de Aceite – Crudo de 19° ‐ 21° API para obtener un crudo producto con calidad de exportación

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e po tac ó

Para lograr el objetivo del desmantelamiento de equipos se realizo lo siguiente:

Levantamiento geométrico por medio de escaneo y de datos técnicos de las instalaciones; 1er,  2do Nivel y Subnivel de la plataforma

Empleo de la Nube de Puntos y del Modelo

La Nube de Puntos se empleó para generar el modelo 3D en PDS con lafinalidad de determinar las áreas a desmantelar y poder visualizar y definir elespacio necesario para los equipos de Deshidratación y DesaladoElectrostático de las corrientes de aceite crudoElectrostático de las corrientes de aceite crudo.

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3.6 Experiencias y Resultados en Proyectos.

Objetivo: Equipo a desmantelarEquipo a desmantelar

Proyecto de adecuación 2

Desarrollar la Ingeniera para la Instalación de 4 módulos de compresión en el segundo Nivel de una Plataforma Marina de producción  para la optimización del manejo de Gasoptimización del manejo de Gas.

Beneficios del proyecto:Se podrá optimizar el manejo de gas enSe podrá optimizar el manejo de gas encumplimiento con la estrategia del PlanRector para el manejo de Gas de la RegiónMarina.

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Empleo de la Nube de Puntos y del Modelo en PDS

La Nube de Puntos se empleó para generar el modelo 3D en PDS con la finalidadde determinar las áreas probables para la instalación de los 4 módulos decompresión, para el desarrollo de la ingeniería de detalle, para visualización deinterferencias del diseño respecto a lo existente, para la visualización deinterferencias entre el diseño de tuberías contra el diseño de civil y de otrasespecialidades y para la elaboración del modelo electrónico tridimensionalInteligente (METI).Inteligente (METI).

Se analizó el proceso de desmantelamiento del sistema de separación existente en el segundo nivel de la plataforma y posterior instalación de los 4 módulos de compresión.co p es ó .

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3 6 Experiencias y Resultados en Proyectos Proyecto 3

Objetivo:Actualizar la información de una plataforma

3.6 Experiencias y Resultados en Proyectos. Proyecto 3

pde producción y una plataforma de enlacemediante levantamiento de información contecnología láser escáner 3D y el desarrollo delos modelos electrónicos MEBI y METIlos modelos electrónicos MEBI y METI.

Beneficios del proyecto:Contar con los METI´s para realizar recorridos virtualesen las instalaciones, efectuar simulaciones para laubicación de elementos estructurales, equipo o líneasnuevas; extraer planos de las distintas especialidades,con la seguridad de que esa información es reciente y

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poder mantener interfases con software específico dealguna disciplina en particular.

Empleo de la Nube de Puntos y del Modelo en PDS

La Nube de Puntos se empleó para generar elLa Nube de Puntos se empleó para generar elmodelo nuevo en 3D en PDS de la plataformamarina (antes de éste no se contaba con modelo).En este proyecto se realizaron las siguientesetapas:

Levantamiento Físico con Escáner Láser 3D.

Recopilación de características técnicas en

Diagramas de Tubería e Instrumentación (DTI’s)

Inteligentes Recopilación de características técnicas encampo para alimentar la Base de Datos.

Modelado en software para el diseño deplantas (PDS) usando la informaciónplantas (PDS), usando la informaciónobtenida con la Nube de Puntos yagregándole la información recopilada encampo para llegar a un Modelo Inteligente.

b é l ´ l

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También se generaron lo DTI´s inteligentes:

Comparación de Resultados de los Proyectos de Adecuación

Concepto As Built Tradicional Láser Escáner y PDS

Tiempo estimado y real 12 meses 5.5 meses/7 mesesTiempo estimado y real 12 meses 5.5 meses/7 meses

Post Procesos requeridos Si No hubo necesidad

Software empleado Autocad Cyclone, PDS y Autocad.

Hardware requerido Computadorasnormales (aumenta la cantidad de 2 a 3 veces)

Computadoras con procesador más potente, con tarjeta de video dedicada y memoria RAMdedicada y memoria RAM de 8 GB.

Problemáticas presentadas Interferencias de la ingeniería con sistemas

Problemas en la alineación de la nube, falta deingeniería con sistemas 

existentes conducen a retrabajos , riesgos e incumplimiento en f h d t

de la nube, falta de personal capacitado en manejo de PDS, falta de asistencia técnica local.

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fechas de entrega.

Tabla de Resultados del Proyecto “As Built”

Concepto As Built Tradicional Láser Escáner y PDS

Tiempo estimado y real 12 meses 5 meses y medio

Post Procesos requeridos Complicados Mínimosq

Software empleado Autocad PDS, Microstation, SmartPlan

Hardware requerido Alredeor de 80 PC´sconvencionales

10 Work station y 5 PC´sconvencionales en la etapa crítica

Problemáticas presentadas

• Alrededor de 80 especialistas a bordo.

• Imprecisión por interferencias

• Personal capacitado• Licencias relativamente caras

interferencias

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4.  Conclusiones  

Reducción sustancial del tiempo y h-h utilizadas en la fase de Reducción sustancial del tiempo y h-h utilizadas en la fase delevantamiento de información de instalaciones existentes.

Reducción de tiempos y costos en logística y hospedaje.

M lid d i ió l i f ió d i i í “A b ilt” Mayor calidad y precisión en la información de ingeniería “As built”.

Menor personal en los levantamientos y por ende en áreas de alto riesgo.

Información electrónica de fácil administración y almacenamiento.

Disminución de re trabajos en las etapas de ingeniería y construcción.

Facilitan el análisis de alternativas de solución.

P it j l ió d f t t difi ió d Permiten una mejor planeación de futuros proyectos o modificación deinstalaciones.

Extracción confiable de planos, isométricos, información de equipo ymateriales etc

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materiales, etc.

5  Referencias

Normas de PEMEX.

Conferencias.

NRF‐107‐PEMEX‐2010 Modelos electrónicos bidimensionales y tridimensionales inteligentespara instalaciones, Rev. 0, 28 de julio de 2010.

Conferencias.

Spar Point Research LLC Business and technology trends in capturing and managingexisting‐conditions data for engineering/construction/operations, 2006‐2008Spar Point Research LLC Capturing Existing Conditions with terrestrail Laser Scanning,

Manuales.

Spar Point Research LLC Capturing Existing Conditions with terrestrail Laser Scanning,2006‐2008

Manual de usuario Leica ScanStation 2, Version 1. Leica.Manual de usuario Leica HDS 6200, Version 3. Leica.Manual de usuario Leica ScanStation C10, Version 1. Leica.

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