Přechod od dieselových-hydraulických k elektrickým-systémům drátového vedení představuje pro provozovatele služeb na ropných polích zásadní technickou výzvu: zachování hustoty výkonu a spolehlivosti konvenčních dieselových souprav při dosažení nulových emisí ve výfuku a vynikající přesnosti ovládání. Tradiční vysokozdvižné vozíky s hydraulickým vedením spoléhají na motorem-poháněná olejová čerpadla a proporcionální solenoidové ventily, které přirozeně trpí pomalou dobou odezvy a ±3-5procentní přesností napětí. Elektrická-dopravní vozidla na těžbu dřeva řeší tato omezení prostřednictvím technologie synchronního motoru s permanentními magnety (PMSM) a inteligentního řízení napájení, které přináší skokové zlepšení ovládání navijáku, ekologické stopy a provozní flexibility v různých podmínkách vrtů.
Architektura hnacího ústrojí a návrh bateriového systému
Elektrický-nákladní vůz na těžbu dřeva je postaven na těžkém-šasi s integrovanou 200-300 kWh lithium-železo{5}}fosfátovou (LFP) baterií, která poskytuje dostatek energie na celý den provozu po drátě - obvykle 8 až 10 záznamů na jedno nabití. Chemie LFP je vybrána pro svou tepelnou stabilitu, životnost přesahující 5 000 cyklů nabití{12}}vybití a inherentní bezpečnostní vlastnosti, které eliminují rizika tepelného úniku spojená s chemickými látkami nikl-mangan-kobalt (NMC). Systém správy baterie (BMS) nepřetržitě monitoruje napětí článků, teplotu a stav nabití a vyrovnává jednotlivé články, aby udržely kapacitu a zabránily nadměrnému{18}}vybití. PMSM pohánějící buben hlavního navijáku poskytuje jmenovitý točivý moment od nulových otáček, což umožňuje přesné řízení napětí a rychlosti v rozmezí ±0,5 procenta nastavené hodnoty - pěti-až{21}}desetinásobné zlepšení oproti hydraulickým systémům, které obvykle dosahují přesnosti ±3–5 procent díky stlačitelnosti oleje a hysterezi ventilů.
Přesné ovládání navijáku a rekuperace energie
Systém elektrického navijáku nahrazuje sestavu hydraulického proporcionálního ventilu a kyvné desky přímým motorovým pohonem a rekuperačním brzděním. Během sestupu nástroje funguje motor navijáku jako generátor, který zpětně zachycuje až 15 procent potenciální energie, která by se jinak rozptýlila jako teplo v hydraulickém systému. Tato regenerační funkce prodlužuje životnost baterie mezi nabíjením a snižuje opotřebení brzdových destiček na mechanické brzdě. Schopnost přesného řízení je zvláště cenná pro produkční protokolovací operace v horizontálních vrtech, kde je pro přesná měření průtokoměru rotačním průtokoměrem nezbytná plynulá konstantní rychlost nástroje. Elektrický pohon odstraňuje problémy s kompenzací vlastní hmotnosti, které jsou vlastní hydraulickým systémům, kde je třeba ručně zohlednit hmotnost kabelu ve studni v hodnotách ochrany proti tahu. Místo toho elektrický řídicí systém automaticky vypočítává hmotnost kabelu na základě průměru a hloubky z počítadla kabelů a dynamicky upravuje nastavené hodnoty ochrany proti tahu v reálném čase.
Ekologické a provozní výhody
Nulové výfukové emise během provozu snižují uhlíkovou stopu vrtu o přibližně 40 tun ekvivalentu CO2 ročně na jednotku ve srovnání s ekvivalentním nákladním automobilem s dieselovým-motorem. To je v souladu s cíli snížení emisí rozsahu 3 stanovenými hlavními operátory a regulačními mandáty, jako jsou požadavky na snížení CO2 těžkých-vozidel fáze 3 US EPA. Elektrický nákladní vůz na těžbu dřeva také eliminuje potřebu každoročních výměn hydraulického oleje, čímž se snižuje spotřební odpad a prostoje při údržbě. Téměř-tichý provoz umožňuje noční-logování v městských vrtných lokalitách, kde by omezení hluku nafty jinak omezovala provozní dobu -, což je rostoucí požadavek v oblasti rozvoje na Středním východě a v jihovýchodní Asii. V arktických podmínkách udržuje systém tepelného managementu baterie optimální provozní teplotu až do -30 stupňů Celsia, zatímco okamžité dodání točivého momentu eliminuje problémy se studeným startem běžné u dieselových hydraulických systémů.
Údaje o výkonnosti a spolehlivosti v terénu
Zkoušky elektrických-vozidel s drátovým pohonem v terénu prokázaly 35% snížení nákladů na energii-ekvivalentu paliva a 50% snížení neplánovaných odstávek údržby ve srovnání s dieselovými protějšky během dvanácti-měsíčních provozních období. Mezi hlavní pozorování výkonu patří:
- Průměrné zlepšení MTBF o 40 procent oproti dieselovým hydraulickým jednotkám díky odstranění těsnění hydraulického čerpadla, hadic a komponentů filtrace oleje
- IoT-správa vozového parku umožňuje prediktivní údržbu s 85procentní přesností při identifikaci opotřebení součástí před selháním
- Příležitostné nabíjení během intervalů přípravy-(obvykle 30 až 90 minut) obnoví 20{4}}30 procent kapacity baterie, čímž se prodlužuje provozní dosah pro kampaně s více jamkami
- Jednoduchost jednotky pro záznam čisté energie - méně pohyblivých součástí, žádné hydraulické hadice nebo těsnění, žádné olejové filtry - přímo přispívá k delší střední době mezi poruchami (MTBF).
Integrace s moderní automatizací Wellsite
Konstrukce elektrického lanového vozíku pro ropná pole se hladce integruje s platformami digitálních vrtů prostřednictvím standardních datových protokolů, což umožňuje automatizované hlášení úloh, vzdálenou diagnostiku-v reálném čase a prediktivní plánování údržby. Vzhledem k tomu, že náklady na baterie nadále klesají - od roku 2010 o 89 procent na základě-kWh -, celkové náklady na vlastnictví elektrických nákladních vozů na těžbu dřeva stále více upřednostňují elektrifikaci před naftou, takže přechod vozového parku je strategickou prioritou pro poskytovatele pevných služeb po celém světě.
Pro více informací kontaktujte China Vigor na čísle info@vigorpetroleum.com nebo volejte +0086 29 81161513.
