Quá trình chuyển đổi từ hệ thống đường dây dẫn động từ-thủy lực diesel sang điện-đặt ra một thách thức kỹ thuật cơ bản đối với các nhà khai thác dịch vụ mỏ dầu: duy trì mật độ năng lượng và độ tin cậy của các giàn khoan diesel thông thường trong khi đạt được lượng khí thải ống xả bằng 0 và độ chính xác điều khiển vượt trội. Xe tải chạy bằng dây thủy lực truyền thống dựa vào bơm dầu được dẫn động bằng động cơ-và van điện từ tỷ lệ vốn có thời gian phản hồi chậm và độ chính xác về lực căng ±3-5 phần trăm. Xe tải khai thác gỗ chạy bằng điện-giải quyết những hạn chế này thông qua công nghệ động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) và quản lý năng lượng thông minh, mang lại cải tiến từng bước trong việc kiểm soát tời, ảnh hưởng tới môi trường và tính linh hoạt trong vận hành trong các điều kiện địa điểm giếng khác nhau.
Kiến trúc hệ thống truyền động và thiết kế hệ thống pin
Xe tải khai thác gỗ chạy bằng điện được thiết kế trên một khung gầm{1}}hạng nặng tích hợp bộ pin 200-300 kWh lithium-sắt-phosphate (LFP) cung cấp đủ năng lượng cho cả ngày vận hành đường dây - thường là 8 đến 10 lần ghi nhật ký trong một lần sạc. Hóa chất LFP được chọn vì tính ổn định nhiệt, vòng đời vượt quá 5.000 chu kỳ phóng điện-và các đặc tính an toàn vốn có giúp loại bỏ rủi ro thoát nhiệt liên quan đến hóa chất niken-mangan-coban (NMC). Hệ thống quản lý pin (BMS) liên tục giám sát điện áp, nhiệt độ và trạng thái sạc của pin, cân bằng từng pin để duy trì công suất và ngăn-xả quá mức. PMSM dẫn động trống tời chính cung cấp mô-men xoắn định mức từ 0 vòng/phút, cho phép kiểm soát tốc độ và độ căng chính xác trong phạm vi ±0,5 phần trăm điểm đặt - năm{20}}đến{21}}mười lần so với các hệ thống thủy lực thường đạt độ chính xác ±3-5 phần trăm do khả năng nén dầu và độ trễ van.
Kiểm soát tời chính xác và phục hồi năng lượng
Hệ thống tời điện thay thế cụm van tỷ lệ thủy lực và tấm chắn bằng động cơ truyền động trực tiếp và phanh tái sinh. Trong quá trình hạ dụng cụ xuống, động cơ tời hoạt động như một máy phát điện, thu hồi tới 15% năng lượng tiềm năng mà nếu không sẽ bị tiêu tán dưới dạng nhiệt trong hệ thống thủy lực. Tính năng tái tạo này giúp kéo dài tuổi thọ pin giữa các lần sạc và giảm độ mòn má phanh trên phanh giữ cơ học. Khả năng điều khiển chính xác đặc biệt có giá trị đối với các hoạt động ghi nhật ký sản xuất trong các giếng ngang, trong đó vận tốc dao không đổi trơn tru là điều cần thiết để đo lưu lượng kế quay chính xác. Bộ truyền động điện giúp loại bỏ các vấn đề-tự bù trọng lượng vốn có trong hệ thống thủy lực, trong đó trọng lượng của cáp trong giếng phải được tính thủ công trong các giá trị bảo vệ lực căng. Thay vào đó, hệ thống điều khiển điện sẽ tự động tính toán trọng lượng cáp dựa trên đường kính và độ sâu từ bộ đếm cáp, tự động điều chỉnh các điểm đặt bảo vệ độ căng trong thời gian thực.
Lợi thế về môi trường và vận hành
Không có lượng khí thải từ ống xả trong quá trình vận hành giúp giảm lượng khí thải carbon tại khu vực giếng khoảng 40 tấn CO2 tương đương hàng năm trên mỗi đơn vị so với một chiếc xe tải-động cơ diesel tương đương. Điều này phù hợp với các mục tiêu giảm phát thải Phạm vi 3 do các nhà khai thác lớn đặt ra và các quy định pháp lý chẳng hạn như yêu cầu giảm lượng khí thải CO2 dành cho phương tiện-của EPA Hoa Kỳ Giai đoạn 3. Xe tải khai thác gỗ chạy điện cũng loại bỏ nhu cầu thay dầu thủy lực hàng năm, giảm lãng phí tiêu hao và thời gian dừng bảo trì. Gần{12}}hoạt động gần như im lặng cho phép ghi nhật ký vào ban đêm-tại các địa điểm khoan đô thị, nơi mà việc hạn chế tiếng ồn của động cơ diesel sẽ hạn chế số giờ hoạt động -, một yêu cầu ngày càng tăng trong quá trình phát triển mỏ ở Trung Đông và Đông Nam Á. Trong điều kiện Bắc cực, hệ thống quản lý nhiệt của ắc quy duy trì nhiệt độ vận hành tối ưu xuống tới -30 độ C, đồng thời cung cấp mô-men xoắn tức thời giúp loại bỏ các vấn đề khởi động nguội thường gặp với hệ thống thủy lực diesel.
Dữ liệu về độ tin cậy và hiệu suất hiện trường
Các cuộc thử nghiệm thực địa đối với xe tải hữu tuyến{0}}điều khiển bằng điện đã cho thấy mức giảm 35% chi phí năng lượng tương đương-của nhiên liệu và giảm 50% thời gian ngừng hoạt động để bảo trì đột xuất so với các xe tải chạy bằng động cơ diesel trong khoảng thời gian hoạt động 12{4}}tháng. Các quan sát hiệu suất chính bao gồm:
- Cải thiện MTBF trung bình 40% so với các thiết bị thủy lực diesel do loại bỏ phốt bơm thủy lực, ống mềm và các bộ phận lọc dầu
- Quản lý nhóm được kết nối IoT-cho phép bảo trì dự đoán với độ chính xác 85% trong việc xác định tình trạng hao mòn của các bộ phận trước khi hỏng hóc
- Cơ hội sạc trong khoảng thời gian-nâng cấp thiết bị (thường là 30 đến 90 phút) sẽ phục hồi 20-30% dung lượng pin, mở rộng phạm vi hoạt động cho các chiến dịch nhiều giếng
- Tính đơn giản của thiết bị ghi năng lượng sạch - ít bộ phận chuyển động hơn, không có ống mềm hoặc vòng đệm thủy lực, không có bộ lọc dầu - góp phần trực tiếp vào thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc (MTBF) cao hơn.
Tích hợp với Tự động hóa Wellsite hiện đại
Thiết kế xe tải chạy bằng điện có dây ở mỏ dầu tích hợp liền mạch với các nền tảng giếng kỹ thuật số thông qua các giao thức dữ liệu tiêu chuẩn, cho phép báo cáo công việc tự động, chẩn đoán từ xa theo thời gian thực- và lập kế hoạch bảo trì dự đoán. Do chi phí pin tiếp tục giảm - xuống 89% kể từ năm 2010 trên cơ sở mỗi-kWh - nên tổng chi phí sở hữu xe tải khai thác gỗ chạy điện ngày càng thiên về điện khí hóa hơn là động cơ diesel, khiến việc chuyển đổi đội xe trở thành ưu tiên chiến lược của các nhà cung cấp dịch vụ hữu tuyến trên toàn thế giới.
Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với China Vigor theo số info@vigorpetroleum.com hoặc gọi +0086 29 81161513.
