Приливные мощности для установок по хранению нефти и газа на морском дне

Маневрирование подводного силового узла над причалом для первого пробного испытания системы. (Фото: Nortek)

Существует большой потенциал для крупных подводных турбин, спроектированных для использования мощности от приливов и течений океана до промышленного уровня. В меньших масштабах приливная энергия может быть столь же полезна и, действительно, может быть намного проще развернуть для удовлетворения коммерческих потребностей.

Команда подводных инженеров из нефтегазовой отрасли Северного моря увидела одну из таких потенциальных возможностей и решила создать свою собственную компанию - EC-OG - для ее реализации в 2013 году. Результатом их усилий является Subsea Power Hub, компактный электрогенератор, создающий приливные и океанические токи, подходящий для обеспечения возобновляемой энергии для подводных нефтегазовых установок.

Быстрое решение
Наиболее очевидной непосредственной потребностью в этой технологии является зрелое нефтяное и газовое месторождение Северного моря. Здесь компании стремятся расширить полевую жизнь, но им приходится бороться со стареющей инфраструктурой, часто нуждающейся в модернизации. Это включает в себя источник питания, от которого зависят функции подводных объектов, такие как елки, коллекторы, датчики и другое оборудование. Если пупочный кабель, обеспечивающий питание и связь между установками морского дна и поверхностью, выходит из строя, эти единицы оборудования бесполезны.

«Мы увидели, что скважины были отключены из-за электрических сбоев, и мы признали, что существует потребность в оборудовании, которое может быть быстро введено для производства электроэнергии в отдаленных местах, без необходимости связывать длинные силовые кабели с береговыми или наземными платформами», сказал Пол Слорач, менеджер по развитию бизнеса EC-OG.

«Subsea Power Hub обеспечивает более экономичный способ получения добычи углеводородов и быстрого запуска этих зрелых активов», - добавил он.

В Subsea Power Hub размещается одна или несколько небольших турбин, которые используют мощность от океанских течений и используют эту мощность для обеспечения зарядки встроенной батареи. Эта батарея обеспечивает стабильный источник питания для морского дна, а вся установка контролируется интеллектуальным встроенным процессором.

Это опрятное решение, которое имеет дополнительное преимущество по внедрению возобновляемого компонента для проектов с ископаемым топливом, разработчики которых стремятся показать, что они делают свои операции как можно более зелеными.

Успешный тест
Прототип Power Hub с использованием одной турбины завершил успешное восьмимесячное морское испытание в декабре 2017 года в Европейском морском энергетическом центре (EMEC) на Оркнейских островах, в северной Шотландии. EC-OG теперь совершенствует систему в соответствии с требованиями разработчиков нефтегазового месторождения. Они включают в себя наличие двух или более турбин и различных размеров батарей в зависимости от требований к месту.

Устройство опускается на палубу рабочей лодки Leask Marine C-Odyssey при подготовке к установке в Европейском морском энергетическом центре (EMEC). (Фото: Nortek)

EC-OG уверен, что Power Hub будет использовать больше, чем заполнять промежуток, пока не будет установлено или восстановлено питание через кабель к морскому дну. Оборудование предлагает перспективу не менее пяти лет без необходимости технического обслуживания и, вероятно, намного дольше. Таким образом, это может послужить хорошим долгосрочным решением, особенно в отдаленных морских районах.

Он также модульный, поэтому детали можно менять и использовать, поскольку на рынок выходят новые технологии, такие как улучшенные батареи. «Subsea Power Hub компактен, прост в транспортировке и сборке, и он легко опускается на морское дно и соединяется», - сказал Слорач.

Точный профилирование тока
Но чтобы устройство функционировало должным образом и чтобы оно соответствовало требуемым спецификациям, требуется подробное знание энергии и изменчивости токов, где оно расположено на морском дне. В ходе тестирования EC-OG использовала текущий профилировщик Nortek Aquadopp на Subsea Power Hub, чтобы помочь детально описать, насколько хорошо работают турбина и электрические компоненты в системе. Aquadopp использует акустическую технологию Допплера для измерения, что делает ее точной и надежной, так как она не имеет движущихся частей, которые засоряются морскими мусором.

Подключение ACM Aquadopp к внутреннему хранилищу энергии и системам DAQ для подводного Power Hub. (Фото: Nortek)

«Для испытания нам нужно было построить скорость турбины и мощность в потоке в определенное время. Поэтому мы могли бы с уверенностью сказать, что при текущей скорости X турбина поворачивалась на Y оборотов в минуту », - пояснил Слорач.

Aquadopp смог выполнить точные измерения в канале, где был протестирован концентратор, - местоположение неустановленной воды, где текущая скорость колебалась в пределах от 0,5 до 1,5 м / с. Затем данные были сохранены и обработаны с помощью концентратора питания до передачи через беспроводную сеть через акустику на поверхность.

Надежная технология
Слорач сказал, что Aquadopp выдержал испытание в сложной подводной среде.

«Мы продолжали использовать Aquadopp, потому что он работал, он был надежным, и он был прост в использовании. Поэтому мы не видим причин искать альтернативы », - сказал он.

В тех случаях, когда токи трудно оценить, и необходим измеритель тока, инструмент Нортек, вероятно, будет использоваться в будущих развертываниях Subsea Power Hub.

При тестировании Power Hub используется как блок Aquadopp Profiler 400 кГц (внизу), так и блок Aquadopp 300 м (сверху). (Фото: Nortek)