Η μετάβαση από τα-υδραυλικά σε ηλεκτρικά- συστήματα ενσύρματης γραμμής με ντίζελ αποτελεί μια θεμελιώδη μηχανική πρόκληση για τους φορείς εκμετάλλευσης υπηρεσιών πετρελαιοειδών: διατήρηση της πυκνότητας ισχύος και της αξιοπιστίας των συμβατικών πετρελαιοκίνητων σκαφών, επιτυγχάνοντας παράλληλα μηδενικές εκπομπές καυσαερίων και ανώτερη ακρίβεια ελέγχου. Τα παραδοσιακά υδραυλικά φορτηγά με συρματόσχοινα βασίζονται σε αντλίες λαδιού που κινούνται με κινητήρα-και σε αναλογικές ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες που υποφέρουν εγγενώς από αργούς χρόνους απόκρισης και ±3-5 τοις εκατό ακρίβεια τάσης. Τα ηλεκτρικά{7}}φορτηγά υλοτόμησης αντιμετωπίζουν αυτούς τους περιορισμούς μέσω της τεχνολογίας σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη (PMSM) και της έξυπνης διαχείρισης ισχύος, παρέχοντας μια βελτίωση σταδιακής αλλαγής στον έλεγχο του βαρούλκου, στο περιβαλλοντικό αποτύπωμα και στη λειτουργική ευελιξία σε διάφορες συνθήκες του πηγάδιου.
Αρχιτεκτονική μετάδοσης κίνησης και σχεδιασμός συστήματος μπαταριών
Το ηλεκτρικό-φορτηγό υλοτόμησης είναι κατασκευασμένο σε ένα βαρύ-σασί που ενσωματώνει μια μπαταρία 200-300 kWh λιθίου-σιδήρου-φωσφορικού (LFP) (LFP) που παρέχει αρκετή ενέργεια για μια ολόκληρη μέρα ενσύρματων λειτουργιών {{11} με μία τυπική φόρτιση. Η χημεία LFP έχει επιλεγεί για τη θερμική της σταθερότητα, τη διάρκεια ζωής κύκλου που υπερβαίνει τους 5.000-κύκλους εκφόρτισης και τα εγγενή χαρακτηριστικά ασφάλειας που εξαλείφουν τους θερμικούς κινδύνους που σχετίζονται με τις χημικές ουσίες νικελίου-μαγγανίου-κοβαλτίου (NMC). Το σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS) παρακολουθεί συνεχώς την τάση, τη θερμοκρασία και την κατάσταση φόρτισης της κυψέλης, εξισορροπώντας μεμονωμένα στοιχεία για να διατηρήσει τη χωρητικότητα και να αποτρέψει την υπερβολική εκφόρτιση. Το PMSM που οδηγεί το τύμπανο του κύριου βαρούλκου αποδίδει ονομαστική ροπή από μηδενικές σ.α.λ., επιτρέποντας ακριβή έλεγχο τάσης και ταχύτητας εντός ±0,5 τοις εκατό του σημείου ρύθμισης - μια πεντα-έως-βελτίωση σε σχέση με τα υδραυλικά συστήματα που συνήθως επιτυγχάνουν ±3-5 τοις εκατό ακρίβεια λόγω υστεροποίησης και συμπιεστότητας βαλβίδας λαδιού.
Έλεγχος βαρούλκου ακριβείας και ανάκτηση ενέργειας
Το σύστημα ηλεκτρικού βαρούλκου αντικαθιστά το συγκρότημα υδραυλικής αναλογικής βαλβίδας και πλάκας swash με άμεση κίνηση κινητήρα και αναγεννητικό φρενάρισμα. Κατά την κάθοδο του εργαλείου, ο κινητήρας του βαρούλκου λειτουργεί ως γεννήτρια, ανακτώντας έως και το 15 τοις εκατό της δυνητικής ενέργειας που διαφορετικά θα διαχέονταν ως θερμότητα σε ένα υδραυλικό σύστημα. Αυτό το αναγεννητικό χαρακτηριστικό επεκτείνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας μεταξύ των φορτίσεων και μειώνει τη φθορά των τακακιών των φρένων στο μηχανικό φρένο συγκράτησης. Η ικανότητα ελέγχου ακριβείας είναι ιδιαίτερα πολύτιμη για εργασίες καταγραφής παραγωγής σε οριζόντια φρεάτια, όπου η ομαλή σταθερή ταχύτητα του εργαλείου είναι απαραίτητη για τις ακριβείς μετρήσεις του ροόμετρου περιστρεφόμενου. Η ηλεκτρική κίνηση εξαλείφει τα προβλήματα αντιστάθμισης βάρους που είναι εγγενή στα υδραυλικά συστήματα, όπου το βάρος του καλωδίου στο φρεάτιο πρέπει να υπολογίζεται χειροκίνητα στις τιμές προστασίας από τάση. Αντίθετα, το ηλεκτρικό σύστημα ελέγχου υπολογίζει αυτόματα το βάρος του καλωδίου με βάση τη διάμετρο και το βάθος από τον μετρητή καλωδίων, προσαρμόζοντας δυναμικά τα σημεία ρύθμισης προστασίας τάσης σε πραγματικό χρόνο.
Περιβαλλοντικά και Λειτουργικά Πλεονεκτήματα
Οι μηδενικές εκπομπές καυσαερίων κατά τη λειτουργία μειώνουν το αποτύπωμα άνθρακα στο χώρο του φρεατίου κατά περίπου 40 τόνους ισοδύναμου CO2 ετησίως ανά μονάδα σε σύγκριση με ένα ισοδύναμο φορτηγό που κινείται με ντίζελ-. Αυτό ευθυγραμμίζεται με τους στόχους μείωσης των εκπομπών του Πεδίου 3 που έχουν τεθεί από μεγάλους φορείς εκμετάλλευσης και ρυθμιστικές εντολές, όπως οι απαιτήσεις μείωσης CO2 βαρέων οχημάτων Φάσης 3 της EPA των ΗΠΑ. Το ηλεκτρικό φορτηγό υλοτομίας εξαλείφει επίσης την ανάγκη για ετήσιες αλλαγές υδραυλικών λαδιών, μειώνοντας τα αναλώσιμα απόβλητα και τον χρόνο διακοπής συντήρησης. Η σχεδόν{12}}αθόρυβη λειτουργία επιτρέπει τη νυχτερινή-καταγραφή σε αστικές τοποθεσίες γεώτρησης όπου οι περιορισμοί θορύβου ντίζελ θα περιόριζαν διαφορετικά τις ώρες λειτουργίας - μια αυξανόμενη απαίτηση στις εξελίξεις στον τομέα της Μέσης Ανατολής και της Νοτιοανατολικής Ασίας. Σε αρκτικές συνθήκες, το σύστημα θερμικής διαχείρισης μπαταρίας διατηρεί τη βέλτιστη θερμοκρασία λειτουργίας έως τους -30 βαθμούς Κελσίου, ενώ η άμεση παροχή ροπής εξαλείφει προβλήματα ψυχρής εκκίνησης που είναι κοινά με τα υδραυλικά συστήματα ντίζελ.
Δεδομένα απόδοσης και αξιοπιστίας πεδίου
Οι επιτόπιες δοκιμές ηλεκτρικών-φορτηγών ενσύρματης γραμμής έχουν δείξει 35 τοις εκατό μείωση του κόστους καυσίμου-ισοδύναμης ενέργειας και 50 τοις εκατό μείωση του μη προγραμματισμένου χρόνου διακοπής συντήρησης σε σύγκριση με τα αντίστοιχα ντίζελ σε περιόδους λειτουργίας δώδεκα-μήνων. Οι βασικές παρατηρήσεις απόδοσης περιλαμβάνουν:
- Μέση βελτίωση MTBF κατά 40 τοις εκατό σε σχέση με τις υδραυλικές μονάδες ντίζελ λόγω της εξάλειψης των σφραγίδων υδραυλικής αντλίας, των εύκαμπτων σωλήνων και των στοιχείων διήθησης λαδιού
- Η συνδεδεμένη διαχείριση στόλου IoT-επιτρέπει την προγνωστική συντήρηση με 85 τοις εκατό ακρίβεια στον εντοπισμό της φθοράς των εξαρτημάτων πριν από την αστοχία
- Η φόρτιση ευκαιρίας κατά τη διάρκεια διαστημάτων εγκατάστασης-επάνω (συνήθως 30 έως 90 λεπτά) ανακτά 20-30 τοις εκατό χωρητικότητα μπαταρίας, επεκτείνοντας το εύρος λειτουργίας για καμπάνιες πολλών πηγαδιών
- Η απλότητα της μονάδας καταγραφής καθαρής ενέργειας - λιγότερα κινούμενα μέρη, χωρίς υδραυλικούς εύκαμπτους σωλήνες ή σφραγίδες, χωρίς φίλτρα λαδιού - συμβάλλει άμεσα στον υψηλότερο μέσο χρόνο μεταξύ των βλαβών (MTBF).
Ενσωμάτωση με τον σύγχρονο αυτοματισμό Wellsite
Ο σχεδιασμός του ηλεκτρικού φορτηγού ενσύρματων πεδίων πετρελαίου ενσωματώνεται άψογα με τις ψηφιακές πλατφόρμες της τοποθεσίας πηγαδιών μέσω τυπικών πρωτοκόλλων δεδομένων, επιτρέποντας την αυτοματοποιημένη αναφορά εργασιών,-απομακρυσμένα διαγνωστικά σε πραγματικό χρόνο και προγνωστικό προγραμματισμό συντήρησης. Καθώς το κόστος της μπαταρίας συνεχίζει να μειώνεται - κατά 89 τοις εκατό από το 2010 σε βάση ανά-kWh -, το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας ηλεκτρικών φορτηγών υλοτόμησης ευνοεί ολοένα και περισσότερο την ηλεκτροδότηση έναντι του ντίζελ, καθιστώντας τη μετάβαση του στόλου στρατηγική προτεραιότητα για τους παρόχους ενσύρματων υπηρεσιών σε όλο τον κόσμο.
Για περισσότερες πληροφορίες, επικοινωνήστε με την China Vigor στο info@vigorpetroleum.com ή καλέστε στο +0086 29 81161513.
