Παρενεργειακή ισχύς για εγκαταστάσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου στο πετρέλαιο

Ελιγμός του Υποθαλάμου Power Hub πάνω από την προβλήτα για την πρώτη δοκιμασία υγρού συστήματος. (Φωτογραφία: Nortek)

Υπάρχει μεγάλη δυνατότητα για μεγάλους υποβρύχιους στροβίλους που έχουν κατασκευαστεί για να αξιοποιήσουν την ισχύ από τις παλίρροιες και τα ωκεάνια ρεύματα για να παράγουν επίπεδα βιομηχανικής κλίμακας ηλεκτρικής ενέργειας. Στη μικρότερη κλίμακα, η παλιρροιακή δύναμη μπορεί να είναι εξίσου χρήσιμη και, πράγματι, μπορεί να είναι πολύ πιο εύκολη στην ανάπτυξη για να καλύψει τις εμπορικές ανάγκες.

Μια ομάδα υποθαλάσσιων μηχανικών από τη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου της Βόρειας Θάλασσας είδε μια τέτοια πιθανή ευκαιρία και αποφάσισε να δημιουργήσει τη δική της εταιρεία - EC-OG - για να το επιτύχει το 2013. Το αποτέλεσμα των προσπαθειών τους είναι το Subsea Power Hub, ένα συμπαγές παλιρροιακού και ωκεάνιου ρεύματος, κατάλληλη για την παροχή ανανεώσιμης ενέργειας στις υποθαλάσσιες εγκαταστάσεις πετρελαίου και φυσικού αερίου.

Ταχεία λύση
Η πιο προφανής άμεση ανάγκη για αυτή την τεχνολογία είναι τα ώριμα πεδία πετρελαίου και φυσικού αερίου της Βόρειας Θάλασσας. Εδώ, οι εταιρείες επιδιώκουν να επεκτείνουν τη ζωή του χώρου, αλλά πρέπει να αντιμετωπίσουν τη γήρανση των υποδομών, που συχνά χρειάζονται αναβάθμιση. Αυτό περιλαμβάνει την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος στην οποία εξαρτώνται οι λειτουργίες των υποθαλάσσιων εγκαταστάσεων, όπως χριστουγεννιάτικα δέντρα, πολλαπλές συσκευές, αισθητήρες και άλλος εξοπλισμός. Εάν το ομφάλιο καλώδιο παρέχει ισχύ και επικοινωνίες μεταξύ των εγκαταστάσεων του θαλάσσιου πυθμένα και της επιφάνειας αποτυγχάνει, αυτά τα κομμάτια του εξοπλισμού είναι άχρηστα.

"Είδαμε ότι τα φρεάτια είχαν διακοπεί λόγω ηλεκτρικών αποτυχιών και αναγνωρίσαμε ότι υπάρχει ανάγκη για εξοπλισμό που θα μπορούσε να τεθεί σε λειτουργία γρήγορα για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια σε απομακρυσμένες τοποθεσίες χωρίς να χρειάζεται να δέσει πίσω μακριά καλώδια ισχύος στην ακτή ή στις πλατφόρμες επιφανείας" δήλωσε ο Paul Slorach, Διευθυντής Ανάπτυξης Επιχειρήσεων της EC-OG.

"Ο υποθαλάσσιος διανομέας Power παρέχει έναν οικονομικότερο τρόπο απόδοσης της παραγωγής υδρογονανθράκων για τα ώριμα αυτά περιουσιακά στοιχεία", πρόσθεσε.

Το υποθαλάσσιο Hub Hub στεγάζει έναν ή περισσότερους μικρούς στρόβιλους για να αξιοποιήσει την ισχύ από τα ρεύματα των ωκεανών και χρησιμοποιεί αυτή την ενέργεια για να διατηρήσει μια ενσωματωμένη μπαταρία φορτισμένη. Αυτή η μπαταρία παρέχει στη συνέχεια σταθερή τροφοδοσία στον εξοπλισμό του θαλάσσιου βυθού, με ολόκληρη την εγκατάσταση να ελέγχεται από έναν έξυπνο ενσωματωμένο επεξεργαστή.

Είναι μια τακτοποιημένη λύση που έχει το πρόσθετο πλεονέκτημα της εισαγωγής μιας ανανεώσιμης συνιστώσας σε έργα ορυκτών καυσίμων, των οποίων οι προγραμματιστές είναι πρόθυμοι να δείξουν ότι κάνουν τις εργασίες τους όσο το δυνατόν πιο πράσινες.

Επιτυχής δοκιμή
Ένα πρωτότυπο Power Hub, χρησιμοποιώντας μία τουρμπίνα, ολοκλήρωσε μια επιτυχή δοκιμή οκτώ μηνών τον Δεκέμβριο του 2017 στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Θαλάσσιας Ενέργειας (EMEC) στα νησιά Orkney, βόρεια της Σκωτίας. Η EC-OG βελτιώνει τώρα το σύστημα ώστε να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις των κατασκευαστών πετρελαίου και φυσικού αερίου. Αυτές περιλαμβάνουν την ύπαρξη δύο ή περισσοτέρων στροβίλων και διαφορετικών μεγεθών μπαταρίας ανάλογα με τις απαιτήσεις της εγκατάστασης.

Η συσκευή κατέβηκε στο κατάστρωμα του workboat Leask Marine C-Odyssey, προετοιμάζοντας την εγκατάσταση στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Θαλάσσιας Ενέργειας (EMEC). (Φωτογραφία: Nortek)

Η EC-OG είναι πεπεισμένη ότι το Power Hub θα έχει χρήσεις πέρα ​​από την πλήρωση του κενού μέχρι να εγκατασταθεί ή να αποκατασταθεί η τροφοδοσία μέσω καλωδίου στον πυθμένα. Ο εξοπλισμός προσφέρει την προοπτική του χρόνου λειτουργίας τουλάχιστον πέντε ετών χωρίς να χρειάζεται συντήρηση και πιθανόν πολύ περισσότερο. Έτσι θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως μια μακροπρόθεσμη λύση, ειδικά σε απομακρυσμένες υπεράκτιες περιοχές.

Είναι επίσης αρθρωτό, έτσι ώστε τα ανταλλακτικά να μπορούν να αντικαθίστανται και να εξέρχονται καθώς η νέα τεχνολογία, όπως οι βελτιωμένες μπαταρίες, έρχονται στην αγορά. "Ο Υποθαλάσσιος Πύργος Ισχύος είναι συμπαγής, εύκολος στη μεταφορά και συναρμολόγηση, και απλός στο κάτω μέρος του βυθού και στη σύνδεση", δήλωσε ο Slorach.

Ακριβές χαρακτηριστικό ρεύματος
Αλλά για να διασφαλίσετε ότι η συσκευή θα λειτουργήσει σωστά και για να βεβαιωθείτε ότι διαθέτει τις σωστές προδιαγραφές, απαιτείται μια λεπτομερής γνώση της ενέργειας και της μεταβλητότητας των ρευμάτων όπου βρίσκεται στον πυθμένα. Η EC-OG χρησιμοποίησε έναν προφίλ προφίλ ρεύματος Nortek Aquadopp στο Υποθαλάσσιο Διανομέα Ισχύος κατά τη διάρκεια των δοκιμών ώστε να βοηθήσει στην ανάπτυξη μιας λεπτομερούς εικόνας για το πόσο καλά εκτελείται ο στρόβιλος και τα ηλεκτρικά εξαρτήματα εντός του συστήματος. Το Aquadopp χρησιμοποιεί ακουστική τεχνολογία Doppler για να κάνει μετρήσεις, γεγονός που το καθιστά ακριβές και αξιόπιστο, καθώς δεν έχει κινούμενα μέρη για να φράξει τα θαλάσσια συντρίμμια.

Σύνδεση του Aquadopp ACM με τα συστήματα εσωτερικής αποθήκευσης ενέργειας και DAQ της Subsea Power Hub. (Φωτογραφία: Nortek)

"Για τη δοκιμή, χρειαζόμασταν να σχεδιάσουμε την ταχύτητα του στροβίλου και την ισχύ εξόδου από τη ροή σε συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Έτσι θα μπορούσαμε να πούμε με βεβαιότητα ότι με την τρέχουσα ταχύτητα X, ο στρόβιλος στρέφει στις στροφές Y ανά λεπτό ", εξήγησε ο Slorach.

Το Aquadopp μπόρεσε να κάνει ακριβείς μετρήσεις στο κανάλι όπου δοκιμάστηκε ο Hub - μια θέση ασυρμάτου νερού, όπου η τρέχουσα ταχύτητα κυμαινόταν μεταξύ περίπου 0,5 και 1,5 m / s. Τα δεδομένα αποθηκεύτηκαν και επεξεργάστηκαν από το Power Hub πριν μεταφερθούν ασύρματα μέσω ακουστικής στην επιφάνεια.

Αξιόπιστη τεχνολογία
Η Slorach δήλωσε ότι το Aquadopp έχει αντέξει τη δοκιμή του στο δύσκολο υποβρύχιο περιβάλλον.

"Συνεχίσαμε να χρησιμοποιούμε το Aquadopp, επειδή έχει δουλέψει, είναι αξιόπιστο και είναι εύκολο στη χρήση. Επομένως, δεν βλέπουμε κανένα λόγο να αναζητούμε εναλλακτικές λύσεις ", είπε.

Όπου είναι δύσκολο να εκτιμηθούν τα ρεύματα και απαιτείται ένας τρέχων μετρητής, το όργανο της Nortek είναι πιθανό να είναι εκείνο που χρησιμοποιείται στις μελλοντικές αναπτύξεις του υποθαλάσσιου πυρήνα ισχύος.

Τόσο η μονάδα Aquadopp Profiler 400 kHz (κάτω) όσο και η μονάδα Aquadopp 300 m (κορυφή) χρησιμοποιούνται για τη δοκιμή του Power Hub. (Φωτογραφία: Nortek)