Prijelaz sa dizel-hidrauličkih na električni- žičani sistemi predstavlja fundamentalni inženjerski izazov za operatere naftnih servisa: održavanje gustine snage i pouzdanosti konvencionalnih dizel platformi uz postizanje nulte emisije iz ispušne cijevi i vrhunske preciznosti kontrole. Tradicionalni hidraulički žičani kamioni se oslanjaju na pumpe za ulje na motor- i proporcionalne elektromagnetne ventile koji inherentno pate od sporog vremena odziva i preciznosti napetosti od ±3-5 posto. Kamioni za drvosječu na električni-pogon rješavaju ova ograničenja kroz tehnologiju sinhronog motora s permanentnim magnetom (PMSM) i inteligentno upravljanje snagom, donoseći postepeno poboljšanje u kontroli vitla, uticaju na okoliš i operativnoj fleksibilnosti u različitim uvjetima na bušotini.
Arhitektura pogonskog sklopa i dizajn baterijskog sistema
Kamion za drvo-na električni pogon je izgrađen na teškoj-šasiji koja integriše 200-300 kWh litijum-gvozdeno-fosfatnu bateriju (LFP) koja obezbeđuje dovoljno energije za ceo dan žičanih operacija -10 tipično sa jednim punjenjem od 8 do 8. LFP hemija je odabrana zbog svoje termičke stabilnosti, životnog vijeka koji premašuje 5.000 ciklusa punjenja{12}}pražnjenja i inherentnih sigurnosnih karakteristika koje eliminišu rizike termičkog bježanja povezane s hemijom nikla-mangana-kobalta (NMC). Sistem upravljanja baterijom (BMS) kontinuirano prati napon ćelije, temperaturu i stanje napunjenosti, balansirajući pojedinačne ćelije kako bi se održao kapacitet i spriječilo prekomjerno{18}}pražnjenje. PMSM koji pokreće glavni bubanj vitla isporučuje nominalni obrtni moment od nula okretaja u minuti, omogućavajući preciznu kontrolu napetosti i brzine unutar ±0,5 posto zadane vrijednosti - pet-do-petostruko poboljšanje u odnosu na hidrauličke sisteme koji obično postižu ±3-5 posto tačnosti zbog kompresije ventila i kompresije ulja.
Precizna kontrola vitla i povrat energije
Sistem električnog vitla zamjenjuje hidraulički proporcionalni ventil i sklop zakretne ploče s direktnim motornim pogonom i regenerativnim kočenjem. Tokom spuštanja alata, motor vitla djeluje kao generator, vraćajući do 15 posto potencijalne energije koja bi inače bila raspršena kao toplina u hidrauličnom sistemu. Ova regenerativna karakteristika produžava vijek trajanja baterije između punjenja i smanjuje trošenje kočionih pločica na mehaničkoj kočnici. Sposobnost precizne kontrole je posebno vrijedna za operacije proizvodnje u horizontalnim bušotinama, gdje je glatka konstantna brzina alata od suštinskog značaja za precizna mjerenja protokomera. Električni pogon eliminiše probleme samo-kompenzacije težine svojstvene hidrauličkim sistemima, gdje se težina kabla u bušotini mora ručno uzeti u obzir u vrijednostima zaštite od napetosti. Umjesto toga, električni kontrolni sistem automatski izračunava težinu kabla na osnovu prečnika i dubine sa brojača kablova, dinamički prilagođavajući zadate vrednosti zaštite od napetosti u realnom vremenu.
Ekološke i operativne prednosti
Nulta emisija iz ispušne cijevi tokom rada smanjuje ugljični otisak bušotine za približno 40 tona ekvivalenta CO2 godišnje po jedinici u poređenju sa ekvivalentnim kamionom na dizel{2}}. Ovo je u skladu sa ciljevima smanjenja emisija iz opsega 3 koje su postavili glavni operateri i regulatorni mandati kao što su zahtjevi za smanjenje CO2 za teška vozila Faze 3 SAD EPA. Električni kamion za drvosječu također eliminira potrebu za godišnjom zamjenom hidrauličkog ulja, smanjujući potrošni otpad i vrijeme zastoja u održavanju. Gotovo{12}}tihi rad omogućava noćno-bilježenje na urbanim lokacijama za bušenje gdje bi ograničenja buke od dizel motora inače ograničila radne sate - što je sve veći zahtjev u razvoju terena na Bliskom istoku i jugoistočnoj Aziji. U arktičkim uslovima, sistem upravljanja toplotom baterije održava optimalnu radnu temperaturu do -30 stepeni Celzijusa, dok trenutna isporuka obrtnog momenta eliminiše probleme sa hladnim startom koji su uobičajeni kod dizel hidrauličkih sistema.
Podaci o performansama i pouzdanosti na terenu
Terenska ispitivanja električnih-kamiona sa žičanim pogonom su pokazala smanjenje od 35 posto u troškovima energije-ekvivalentnog goriva i 50 posto smanjenje vremena neplaniranih zastoja u održavanju u poređenju sa dizel motorima tokom dvanaest-mjesečnih operativnih perioda. Ključna zapažanja učinka uključuju:
- Prosječno poboljšanje MTBF-a od 40 posto u odnosu na dizel hidrauličke jedinice zbog eliminacije zaptivki hidraulične pumpe, crijeva i komponenti za filtriranje ulja
- IoT-povezano upravljanje voznim parkom omogućava predviđanje održavanja sa 85 posto tačnosti u identifikaciji istrošenosti komponenti prije kvara
- Mogućnost punjenja tokom intervala postavljanja-(obično 30 do 90 minuta) obnavlja 20-30 posto kapaciteta baterije, proširujući operativni domet za kampanje s više bunara
- Jednostavnost jedinice za evidentiranje čiste energije - manje pokretnih dijelova, nema hidrauličnih crijeva ili zaptivki, nema filtera za ulje - direktno doprinosi dužem srednjem vremenu između kvarova (MTBF).
Integracija sa modernom automatizacijom bunara
Dizajn električnih žičanih kamiona za naftna polja se neprimjetno integrira s platformama za digitalne bušotine putem standardnih protokola podataka, omogućavajući automatizirano izvještavanje o poslovima, daljinsku dijagnostiku-u realnom vremenu i planiranje održavanja s predviđanjem. Kako troškovi baterije nastavljaju da opadaju - za 89 posto od 2010. na bazi -kWh -, ukupni troškovi posjedovanja električnih kamiona za drvosječu sve više favoriziraju elektrifikaciju u odnosu na dizel, što tranziciju flote čini strateškim prioritetom za pružaoce usluga bežične mreže širom svijeta.
Za više informacija, kontaktirajte China Vigor na info@vigorpetroleum.com ili nazovite +0086 29 81161513.
