كهربة في عصر جديد لصناعة O & G

(ملف الصورة مجاملة لشركة بريتيش بتروليوم)

مع انتعاش أسعار النفط ، فإن مشاريع المياه العميقة والنفط والغاز العميقة (O & G) هي محور الاهتمام المتجدد. سوف تنخفض صلاحية المشروع إلى التركيز المستمر على التكلفة ، ولكن أيضًا على الإنتاجية من خلال الأصول عالية الأداء. ومن المقرر أن يعمل الكهربة على إحداث تأثير كبير لمرافق الإنتاج ذات التقنية العالية في عمليات أكثر كفاءة.

بعد هبوط مطول في الأسعار ، عاد وميض الحياة إلى مشاريع الإنتاج البحرية مع تعافي النفط إلى حوالي 70 دولار للبرميل. بدورها ، أثر ارتفاع سعر النفط الخام على الاستثمار في الإنتاج - بزيادة 4٪ في عام 2017 مع توقع زيادة بنسبة 5٪ بحلول نهاية عام 2018. ونتيجة لذلك ، نشهد انتعاشًا في الأنشطة الخارجية و O & G إنتاج.

ويشمل هذا النشاط زيادة في الطلب على تخزين الإنتاج العائم والتفريغ (FPSO) وسفن الغاز الطبيعي المسال العائمة (FLNG) وإتاحة الفرصة للسفن الجديدة لتبني أحدث التقنيات.

بالنسبة لصناعة O & G ، يمكن أن يكون للابتكار التكنولوجي منافع ضخمة ، ولكن يمكن إدراك أنه يضيف مخاطر للمشروعات وبالتالي تقييد تبني تقنيات جديدة. لكن الابتكار لا يجب أن يعني مخاطر عالية - إنه يحتاج إلى أن يتم تطبيقه بذكاء وحكمة. يمكن أن يكون للأثر التراكمي للتكنولوجيات التي أثبتت جدواها ، التي تم تكييفها في الخارج ، مما يؤدي إلى تحسينات تدريجية ، تأثير تحويلي.

وتتزايد الكهربة بالفعل عبر البنية التحتية للطاقة بالإضافة إلى قطاع النقل. ثبت أن تحمل البيئات البحرية القاسية ، لديها القدرة على تغيير ديناميكية FPSOs في الخارج - مما يسمح لهم للعمل أكثر كفاءة من أي وقت مضى.

لإظهار قيمة الكهربة بشكل أفضل ، دعونا ننظر أولاً إلى بعض أكبر التحديات التي تواجهها الصناعة اليوم:

• الوزن والبصمة: يتم تحميل هذه عمالقة البحر مع معدات الإنتاج والعمليات ، جنبا إلى جنب مع البنية التحتية لدعم الحياة اليومية للطاقم. في الواقع ، في البيئة البحرية ، لكل طن من المعدات يتطلب الكثير من المواد لدعمها بثبات وبشكل آمن. كل من هذه العمالقة البحرية مثل جزيرة صغيرة ، والفضاء والوزن في قسط. يمكن لأي انخفاض في الوزن أن يحقق وفورات هامة في تكاليف التركيب المرتبطة بها ، ويحتمل أن يتيح مجالًا أكبر للعمليات الهامة الأخرى.
  
  
• الصيانة: البيئة الخارجية صعبة وصعبة التكلفة ، حيث أن التوقف عن العمل غير المخطط له يترجم فوراً إلى تكاليف ضخمة بالإضافة إلى تكلفة الفرصة الضائعة - تصل إلى 38 مليون دولار سنوياً في المتوسط ​​، وفقاً لأبحاث جنرال إلكتريك الداخلية. وبالتالي ، فإن تقليل الصيانة وتعظيم توفر الأصول أمر ضروري للحفاظ على السيطرة على تكاليف التشغيل.
  
  
• كفاءة التشغيل: يمكن أن تكون جائزة زيادة كفاءة الإنتاج واسعة ، مما يحسن الإنتاجية وقدرة المشروع. تعتمد أنظمة وتقنيات الإنتاج الجديدة الذكية هذه على الطاقة الكهربائية لتعمل بكفاءة. و microgrid السلطة مستقرة وذكية على متن كل سفينة يفتح إمكانات أن يجلب الكهرباء.

من ضمن هذه السياقات تصبح فوائد الكهرباء واضحة.

مكهربة FPSO
يحتوي محرك السائق الكهربائي ، مثل محرك الحث ، على أجزاء أقل من المحرك الميكانيكي لضمان تقليل التكاليف المرتبطة بالإصلاحات والصيانة. عندما تكون السرعة المتغيرة مطلوبة للعملية ، يمكن للمحرك المقترن بمحول تردد توفير نطاق السرعة المطلوب ، مما يسمح للنظام بالعمل بأي سرعة مطلوبة مع كفاءة أعلى وتوافر أعلى.

تقليديا يجب أن يضاف المحول إلى التنحي عن الجهد لمحاذاة مستوى الجهد لشبكة الطاقة السفينة ومتطلبات محرك الأقراص ، وتجنب توليد التوافقيات وخسائر الطاقة. وعلى العكس من ذلك ، فقد تقدمت تكنولوجيا الكهربة إلى الحد الذي يصل فيه نظام الدفع الكهربائي إلى 13.8 كيلو فولت ، مما مكنها من الاتصال مباشرة بشبكة الوعاء. في نفس الوقت ، يمكن لـ Active Front End من المحول إلغاء أي إزعاج كهربائي يلغي الحاجة إلى المحولات القابلة للخفض - توفير المساحة والوزن على السفينة.

الابتكار الآخر الذي يكتسب الزخم هو التطبيق عالي السرعة.

بالنسبة للمحرك الكهربائي الذي يعمل عادة بسرعة متزامنة ، فإنه يتطلب علبة تروس (مضاعف) للسماح للضاغط أو المضخة بالتناوب بسرعة مثالية ، أي أكبر من السرعة المتزامنة (حوالي 10،000 دورة في الدقيقة). لكن علبة التروس تجلب مجموعة كاملة من المشكلات الخاصة بها. يتم وضعه بالقرب من الضاغط وهذا يوسع منطقة الخطر على المنصة. تعمل علب التروس على تقليل الكفاءة وتتطلب زيت التشحيم ونظام التبريد - وكلها تزيد من تعقيد ووزن النظام بأكمله.

محرك كهربائي عالي السرعة ، من ناحية أخرى ، قادر على الدوران عند سرعة الوحدة الدافعة ، وبالتالي يمكن أن يحرك الضاغط مباشرة دون علبة تروس. مما يجعلها أكثر كفاءة وتقلل من البصمة - يمكن لتقنية المحرك عالي السرعة من جنرال إلكتريك (MGV) ومحولات الترددات المتقدمة MV7 ذات التقنية متعددة المستويات أن تقضي على الحاجة إلى علبة تروس وتقلل من المساحة الإجمالية لقطار القيادة بنسبة تزيد عن 25 بالمائة .

هناك أيضا فائدة أخرى تأتي بالكهرباء التي تعتبر ضرورية بشكل فريد ل FPSO.

بشكل عام ، يتم تأجير FPSO للعمل في حقل لأكثر من 15 عامًا. مع مرور الوقت ، فإن البيئة - ضغط الغاز ، النفط ، وجود الماء في النفط - سوف تتغير بشكل كبير. سوف ينخفض ​​ضغط البئر أيضا. إن استخدام محرك متغيّر التردد - كهربي لمضخات FPSO والضاغطات يسمح بمزيد من التحكم والدقة والمرونة التشغيلية في عملية الإنتاج ، حيث يساعد وحدة العمليات على مواصلة العمل بالقدرة المقدرة المطلوبة ، وبالتالي مستوى الكفاءة المرغوب.

يتمتع قطاع إنتاج النفط والغاز البحري بمستقبل مشرق ومن المتوقع أن يتعافى إلى ما بعد مستويات الإنتاج قبل أزمة أسعار النفط. والشركات التي تقيم مجموعة واسعة من إمكانات التكنولوجيا وتحتضن التكنولوجيا الصحيحة بدلاً من قبول التقاليد ، سيكون لها ميزة تنافسية خلال فترة تعافي الصناعة. إن الكهربة ، بفوائدها المتعددة والمتنوعة ، تستعد لتمكين صناعة النفط والغاز من الاستفادة من هذا العصر الجديد.

المؤلف
عزيز محمد هو الرئيس والمدير التنفيذي لشركة GE لتحويل الطاقة.