Перехід від дизель{0}}гідравлічних до електричних{1}}дротяних систем представляє фундаментальну інженерну проблему для операторів нафтопромислових послуг: збереження питомої потужності та надійності звичайних дизельних установок при досягненні нульових викидів у вихлопній трубі та надзвичайної точності керування. Традиційні вантажівки з гідравлічною системою дроту покладаються на масляні насоси та пропорційні електромагнітні клапани, що приводяться-в рух двигуна, які за своєю суттю мають низький час відгуку та точність натягу ±3-5 відсотків. Лісовози з електричним-приводом усувають ці обмеження за допомогою технології синхронного двигуна з постійним магнітом (PMSM) та інтелектуального керування живленням, забезпечуючи ступінчасте покращення керування лебідкою, вплив на навколишнє середовище та робочу гнучкість у різноманітних умовах свердловини.
Архітектура трансмісії та конструкція системи батареї
Лісовоз із-електричним приводом побудовано на потужному-шасі з літієво-300 кВт-год-залізо-фосфатним (LFP) акумулятором, який забезпечує достатньо енергії для цілого дня дротових операцій - зазвичай від 8 до 10 рубок на одному заряді. Хімічний склад LFP вибрано через його термостабільність, термін служби, що перевищує 5000 циклів заряду-розряду, і властиві характеристики безпеки, які усувають ризики перегріву, пов’язані з хімікатами нікелю-марганцю-кобальту (NMC). Система керування батареєю (BMS) постійно контролює напругу, температуру та стан заряду елементів, балансуючи окремі елементи для підтримки ємності та запобігання надмірному-розряду. PMSM, що приводить в рух головний барабан лебідки, забезпечує номінальний крутний момент від нульових обертів на хвилину, забезпечуючи точне керування натягом і швидкістю в межах ±0,5 відсотка від заданого значення -, що є п’яти--десятикратним покращенням порівняно з гідравлічними системами, які зазвичай досягають ±3-5 відсотків точності завдяки стисливості масла та гістерезису клапана.
Точне керування лебідкою та рекуперація енергії
Система електричної лебідки замінює гідравлічний пропорційний клапан і вузол перекидної пластини на прямий привід двигуна та рекуперативне гальмування. Під час опускання інструменту двигун лебідки діє як генератор, відновлюючи до 15 відсотків потенційної енергії, яка інакше розсіювалася б у вигляді тепла в гідравлічній системі. Ця регенеративна функція подовжує термін служби батареї між заряджаннями та зменшує знос гальмівних колодок механічного гальма. Можливість точного контролю є особливо цінною для операцій каротажу видобутку в горизонтальних свердловинах, де плавна постійна швидкість інструменту має важливе значення для точних вимірювань витратоміром обертового механізму. Електричний привід усуває проблеми само-компенсації ваги, властиві гідравлічним системам, де вага кабелю в свердловині має бути врахована вручну у значеннях захисту від натягу. Натомість електрична система керування автоматично розраховує вагу кабелю на основі діаметра та глибини кабелю з лічильника кабелю, динамічно регулюючи задані значення захисту від натягу в реальному часі.
Екологічні та експлуатаційні переваги
Нульовий рівень викидів у вихлопній трубі під час експлуатації зменшує викиди вуглецю на свердловині приблизно на 40 тонн CO2-еквіваленту щорічно на одиницю порівняно з еквівалентною вантажівкою з дизельним-двигом. Це узгоджується з цільовими показниками щодо скорочення викидів Scope 3, встановленими основними операторами та нормативними документами, такими як вимоги щодо скорочення викидів CO2 для важких-автомобілів, Фаза 3 EPA США. Електричний лісовоз також усуває необхідність щорічної заміни гідравлічної оливи, зменшуючи відходи витратних матеріалів і простої на технічне обслуговування. Майже{12}}безшумна робота дозволяє реєструвати-час у нічний час у міських місцях буріння, де обмеження щодо шуму від дизельного палива інакше обмежили б години роботи -, що зростає вимогою для розробки родовищ Близького Сходу та Південно-Східної Азії. В арктичних умовах система керування температурою батареї підтримує оптимальну робочу температуру до -30 градусів за Цельсієм, тоді як миттєва подача крутного моменту усуває проблеми холодного запуску, типові для дизельних гідравлічних систем.
Дані про продуктивність і надійність
Польові випробування електричних-навантажувачів із дротовим приводом продемонстрували 35-відсоткове зниження витрат-енергії в еквіваленті палива та 50-відсоткове зменшення часу позапланового технічного обслуговування порівняно з дизельними аналогами протягом дванадцяти-місячних періодів експлуатації. Ключові спостереження щодо продуктивності включають:
- Середнє покращення напрацювання на відмову на відмову на 40 відсотків у порівнянні з дизельними гідравлічними агрегатами завдяки виключенню ущільнювачів гідравлічних насосів, шлангів і компонентів масляної фільтрації
- IoT-підключене керування автопарком дає змогу прогнозувати технічне обслуговування з 85-відсотковою точністю для визначення зносу компонентів до виходу з ладу
- Можливість заряджання протягом-інтервалів установки (зазвичай від 30 до 90 хвилин) відновлює 20{4}}30 відсотків ємності акумулятора, розширюючи робочий діапазон для кампаній із кількома свердловинами
- Простота блоку реєстрації чистої енергії - менше рухомих частин, відсутність гідравлічних шлангів чи ущільнень, відсутність масляних фільтрів - безпосередньо сприяє вищому середньому часу напрацювання на відмову (MTBF).
Інтеграція з Modern Wellsite Automation
Конструкція нафтопромислової електричної дротової вантажівки бездоганно інтегрується з цифровими платформами свердловин за допомогою стандартних протоколів даних, уможливлюючи автоматизоване звітування про роботу, дистанційну діагностику в реальному-часі та прогнозне планування технічного обслуговування. Оскільки витрати на акумулятори продовжують знижуватися - на 89 відсотків з 2010 року в перерахунку на -кВт-год -, загальна вартість володіння електричними лісовозами все більше віддає перевагу електрифікації, а не дизельним, що робить перехід парку стратегічним пріоритетом для постачальників послуг дротового зв’язку в усьому світі.
Щоб отримати додаткову інформацію, зв’яжіться з China Vigor за номером info@vigorpetroleum.com або зателефонуйте за номером +0086 29 81161513.
