การเปลี่ยนจากระบบสายส่งที่ขับเคลื่อนด้วยดีเซล-ไฮดรอลิกมาเป็นไฟฟ้า- นำเสนอความท้าทายทางวิศวกรรมขั้นพื้นฐานสำหรับผู้ปฏิบัติงานบริการบ่อน้ำมัน: การรักษาความหนาแน่นของพลังงานและความน่าเชื่อถือของแท่นขุดเจาะดีเซลแบบเดิม ในขณะเดียวกันก็บรรลุการปล่อยไอเสียจากท่อไอเสียเป็นศูนย์และความแม่นยำในการควบคุมที่เหนือกว่า รถบรรทุกสายไฮดรอลิกแบบดั้งเดิมอาศัยปั๊มน้ำมันที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์-และวาล์วโซลินอยด์ตามสัดส่วนซึ่งโดยธรรมชาติแล้วจะประสบปัญหาจากเวลาตอบสนองที่ช้าและความแม่นยำของแรงตึง ±3-5 เปอร์เซ็นต์ รถบรรทุกไม้ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า-จัดการกับข้อจำกัดเหล่านี้ผ่านเทคโนโลยีมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร (PMSM) และการจัดการพลังงานอัจฉริยะ ทำให้เกิดการปรับปรุงขั้นตอนในการควบคุมกว้าน ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงานในสภาพหลุมเจาะที่หลากหลาย
สถาปัตยกรรมระบบส่งกำลังและการออกแบบระบบแบตเตอรี่
รถบรรทุกไม้ซุงที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า-สร้างขึ้นบน-แชสซีสำหรับงานหนักที่รวมชุดแบตเตอรี่ลิเธียม-เหล็ก-ฟอสเฟต (LFP) ขนาด 200-300 kWh ต่อชั่วโมง ซึ่งให้พลังงานเพียงพอสำหรับการทำงานแบบใช้สายเต็มวัน - โดยทั่วไปแล้วจะทำการบันทึก 8 ถึง 10 ครั้งต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง เคมีของ LFP ได้รับเลือกเนื่องจากความเสถียรทางความร้อน อายุการใช้งานของวงจรที่เกิน-รอบการคายประจุ 5,000 รอบ และคุณลักษณะด้านความปลอดภัยโดยธรรมชาติซึ่งช่วยลดความเสี่ยงจากความร้อนที่เกิดจากสารเคมีนิกเกิล-แมงกานีส-โคบอลต์ (NMC) ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) จะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ และสถานะการชาร์จของเซลล์อย่างต่อเนื่อง สร้างสมดุลให้กับเซลล์แต่ละเซลล์เพื่อรักษาความจุและป้องกันการ-คายประจุมากเกินไป PMSM ที่ขับเคลื่อนดรัมกว้านหลักให้แรงบิดพิกัดจากศูนย์ RPM ช่วยให้เกิดความตึงและการควบคุมความเร็วได้อย่างแม่นยำภายใน ±0.5 เปอร์เซ็นต์ของค่าที่ตั้งไว้ - การปรับปรุงห้า-ถึง-สิบเท่าเมื่อเทียบกับระบบไฮดรอลิกที่โดยทั่วไปจะมีความแม่นยำ ±3-5 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากความสามารถในการอัดน้ำมันและฮิสเทรีซิสของวาล์ว
การควบคุมกว้านที่แม่นยำและการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่
ระบบกว้านไฟฟ้ามาแทนที่วาล์วสัดส่วนไฮดรอลิกและชุดแผ่นสวอชพร้อมระบบขับเคลื่อนมอเตอร์โดยตรงและการเบรกแบบสร้างใหม่ ในระหว่างการลงเครื่องมือ มอเตอร์กว้านจะทำหน้าที่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยจะดึงพลังงานศักย์กลับคืนมาได้ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ มิฉะนั้นจะกระจายไปเป็นความร้อนในระบบไฮดรอลิก คุณสมบัติการฟื้นฟูนี้ช่วยยืดอายุแบตเตอรี่ระหว่างการชาร์จ และลดการสึกหรอของผ้าเบรกบนเบรกยึดแบบกลไก ความสามารถในการควบคุมความแม่นยำนั้นมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการดำเนินการบันทึกการผลิตในหลุมแนวนอน ซึ่งความเร็วของเครื่องมือคงที่ที่ราบรื่นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการวัดมิเตอร์มิเตอร์แบบสปินเนอร์ที่แม่นยำ ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าช่วยขจัดปัญหาการชดเชยน้ำหนักในตัว-ที่มีอยู่ในระบบไฮดรอลิก โดยที่น้ำหนักของสายเคเบิลในบ่อจะต้องพิจารณาด้วยตนเองในค่าการป้องกันแรงดึง ระบบควบคุมไฟฟ้าจะคำนวณน้ำหนักสายเคเบิลโดยอัตโนมัติตามเส้นผ่านศูนย์กลางและความลึกจากตัวนับสายเคเบิล โดยจะปรับค่าเซ็ตพอยต์การป้องกันแรงดึงแบบไดนามิกในแบบเรียลไทม์
ข้อได้เปรียบด้านสิ่งแวดล้อมและการดำเนินงาน
การปล่อยท่อไอเสียเป็นศูนย์ในระหว่างการดำเนินงานช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนในหลุมได้ประมาณ 40 ตันของ CO2 เทียบเท่าต่อปีต่อหน่วย เมื่อเทียบกับรถบรรทุกที่ใช้น้ำมันดีเซล-ที่เทียบเท่ากัน ซึ่งสอดคล้องกับเป้าหมายการลดการปล่อยก๊าซขอบเขตที่ 3 ที่กำหนดโดยผู้ปฏิบัติงานรายใหญ่และข้อบังคับด้านกฎระเบียบ เช่น ข้อกำหนดการลดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในยานพาหนะหนัก-ของ EPA ระยะที่ 3 ของสหรัฐอเมริกา รถบรรทุกไม้ซุงไฟฟ้ายังช่วยลดความจำเป็นในการเปลี่ยนน้ำมันไฮดรอลิกเป็นประจำทุกปี ลดของเสียสิ้นเปลืองและการหยุดทำงานของการบำรุงรักษา การทำงานที่เงียบสนิท-ช่วยให้สามารถบันทึกเวลากลางคืน-ในสถานที่ขุดเจาะในเมือง ซึ่งข้อจำกัดด้านเสียงดีเซลอาจจำกัดชั่วโมงการทำงาน - ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นในการพัฒนาภาคสนามในตะวันออกกลางและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ในสภาวะอาร์กติก ระบบการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่จะรักษาอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมไว้ที่ -30 องศาเซลเซียส ในขณะที่การส่งแรงบิดทันทีช่วยขจัดปัญหาการสตาร์ทขณะเครื่องเย็นซึ่งมักเกิดขึ้นกับระบบไฮดรอลิกดีเซล
ข้อมูลประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของสนาม
การทดลองภาคสนามของ-รถบรรทุกแบบมีสายขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าแสดงให้เห็นว่าสามารถลดต้นทุนเชื้อเพลิง-เทียบเท่ากับต้นทุนพลังงานที่เทียบเท่ากันได้ถึง 35 เปอร์เซ็นต์ และลดลง 50 เปอร์เซ็นต์ในการหยุดทำงานเพื่อการบำรุงรักษาที่ไม่ได้กำหนดไว้เมื่อเปรียบเทียบกับรถบรรทุกดีเซลที่เทียบเท่าในระยะเวลาการทำงานสิบสอง-เดือน การสังเกตประสิทธิภาพที่สำคัญ ได้แก่ :
- การปรับปรุง MTBF โดยเฉลี่ย 40 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับหน่วยไฮดรอลิกดีเซล เนื่องจากการขจัดซีลปั๊มไฮดรอลิก ท่อ และส่วนประกอบในการกรองน้ำมัน
- การจัดการกลุ่มอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ IoT- ช่วยให้สามารถบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ได้ด้วยความแม่นยำ 85 เปอร์เซ็นต์ในการระบุการสึกหรอของส่วนประกอบก่อนเกิดความล้มเหลว
- การชาร์จโอกาสในการชาร์จระหว่างช่วงแท่นขุดเจาะ- (โดยทั่วไปคือ 30 ถึง 90 นาที) ช่วยฟื้นความจุของแบตเตอรี่ 20-30 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งขยายช่วงการดำเนินงานสำหรับแคมเปญแบบหลายหลุม
- ความเรียบง่ายของหน่วยบันทึกพลังงานสะอาด - ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยลง ไม่มีท่อไฮดรอลิกหรือซีล ไม่มีตัวกรองน้ำมัน - มีส่วนทำให้เวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว (MTBF) สูงขึ้นโดยตรง
บูรณาการกับระบบอัตโนมัติ Wellsite สมัยใหม่
การออกแบบรถบรรทุกไฟฟ้าแบบมีสายในบ่อน้ำมันผสานรวมอย่างลงตัวกับแพลตฟอร์มหลุมเจาะดิจิทัลผ่านโปรโตคอลข้อมูลมาตรฐาน ช่วยให้สามารถรายงานงานอัตโนมัติ การวินิจฉัยระยะไกล{0}}แบบเรียลไทม์ และกำหนดเวลาการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ได้ เนื่องจากต้นทุนแบตเตอรี่ยังคงลดลง - ลดลง 89 เปอร์เซ็นต์ตั้งแต่ปี 2010 ในอัตราต่อ-kWh - ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของรถบรรทุกไม้ซุงไฟฟ้าจึงสนับสนุนการใช้ระบบไฟฟ้ามากกว่าดีเซลมากขึ้น ทำให้การเปลี่ยนกลุ่มยานพาหนะกลายเป็นความสำคัญเชิงกลยุทธ์สำหรับผู้ให้บริการระบบมีสายทั่วโลก
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดติดต่อ China Vigor ที่ info@vigorpetroleum.com หรือโทร +0086 29 81161513.
