Emne sist anmeldt: 10 April 2013
Sektorer: Oppstrøms

energien som trengs på offshore borerigger leveres vanligvis av dieselmotorer. Vanligvis bruker disse motorene 20-30 m3 diesel per dag, avhengig av operasjonene som utføres. Flere tiltak kan brukes til å redusere energiforbruket, mengden diesel brent, og utslipp til luft. Tiltak for å redusere energiforbruket kan deles inn i to kategorier:

1. Redusere energimengden som trengs på riggen
2. Styrke strømstyringssystemet

for å redusere energibehovet på riggen er det viktig å planlegge boreoperasjonsbrønnen. En effektiv boreprosess gir lavere drivstofforbruk per boret fot, og dermed færre utslipp. Automatiske slamblandingssystemer, som de som implementeres På Valhall-komplekset i Nordsjøen, reduserer kostbare blandingsfeil, eksponering for farlig materiale og store utslipp (Referanse 4). Nøye planlegging av boreingeniører og logistikkpersonell kan redusere nedetid og resultere i en mer effektiv boreprosess. Integrering av et fjernstyrt roterende og løftende sementhode med toppdrift foringsrør som kjører, reduserer utstyrets oppgangstid, noe som fører til mindre overgangstid mellom foringsrør og sementeringsoperasjoner (Referanse 5). Et pålitelighetssentrert vedlikeholdsprogram (rcm) kan også redusere nedetid på riggen, forbedre sikkerheten og gi bedre avkastning på investeringen. For Eksempel har Ensco ‘ S RCM resultert i en avkastning på 63% (Referanse 2).

utformingen av boreriggen er også viktig. Godt utformede arbeidsområder og boligkvarter reduserer behovet for oppvarming og kjøling og er spesielt viktig i tøffe, kalde miljøer, hvor behovet for oppvarming vanligvis er stort. Skrogform og topside design av boreriggen skape vind dra. Hvis denne vindmotstanden kan reduseres, kan energiforbruket reduseres.

en viktig faktor som påvirker energiforbruket på en offshore borerigg er måten boreriggen er plassert på. Fortøyde fartøy har langt lavere energiforbruk sammenlignet med dynamisk posisjonerte (dp) fartøy, fordi motorene på DP-fartøy bruker energi til å posisjonere riggen. ABB, EN BRITISK-basert produsent av kraft—og automatiseringsteknologier, har utviklet Azipod® fremdriftssystem-et podded azimuth thruster system bestående av en variabel hastighet elektrisk motor som kjører en fast propell i en pod nedsenket utenfor skipets skrog; ingen gir eller akseldrev er plassert mellom motoren og thruster. Azipod® kan redusere fremdriftsenergibehovet med 10-20% sammenlignet med tradisjonelle mekaniske asimutpropellløsninger (Referanse 3).

valg av heave kompensasjonssystem har også innvirkning på energiforbruket. BRUKEN av ACTIVE heave drawworks (AHD), en helelektrisk løsning, har forskjellige energibehov sammenlignet med sylinderriggløsningen eller TRADISJONELL kronemontert kompensator (CMC) fordi disse kompensasjonssystemene er avhengige av forskjellige kombinasjoner av hydraulisk og elektrisk utstyr. De viktigste fordelene med hydraulisk utstyr er effekt-til-størrelse forholdet mellom aktuatorene og deres energilagringskapasitet; hydraulisk utstyr er mindre og lettere enn det elektriske ekvivalentet, mens gassakkumulatorene som brukes i hydrauliske systemer, lagrer midlertidige energisvingninger på en kostnadseffektiv måte, og vil fortsette å fungere i tilfelle strømbrudd. Ulempene med hydraulisk utstyr er behovet for en stor og tung hydraulisk kraftenhet (HPU) som kreves for å drive utstyret, og temperaturavhengigheten til systemet. Plasseringen AV HPU på riggen kan være problematisk, spesielt for flytere. Egenskapene til hydraulikkvæske varierer med temperatur, og kan ha en innvirkning på den generelle ytelsen til systemet. På den annen side er den totale effektiviteten til elektriske systemer 85-90% sammenlignet med omtrent 70% for et hydraulisk system (Referanse 1). Denne økte effektiviteten gjør elektrisk kraft til det foretrukne alternativet for kraftig utstyr. Elektriske systemer tillater også nøyaktig kontroll av både dreiemoment og hastighet, og eliminerer miljøfaren for hydrauliske væskelekkasjer. Hovedbegrensningen for det elektriske systemet er energilagring, som vanligvis er i form av store og tunge batterier.

CMC-systemet bruker et standard boretårn og standard drawworks med et hydraulisk kompensert system installert på toppen av boretårnet. Dette systemet påfører minst mulig belastning på boretårnet struktur, men har begrenset hiv kompensasjon evne. Dens topp-tunge vektfordeling kan påvirke fartøyets stabilitet og redusere dekkets lastekapasitet. CMC vil ha langt lavere energiforbruk under drift i tøffe områder sammenlignet med andre heave kompensasjonssystemer. Et diagram over ET CMC-system er vist nedenfor.

Figur 1: Shaffer crown mounted compensator (Fra Referanse 7)

sylinderriggløsningen erstatter boretårnet med en mast, og drawworks med hydrauliske sylindere. Denne konfigurasjonen senker tyngdepunktet av riggen og reduserer vekten av tårnet. Hevekompensasjonsevnen er begrenset av utformingen av kompensasjonssylinderen. Selv om systemet krever en tung HPU for å fungere, forbedrer den typiske plasseringen av HPU under rigggulvet riggstabiliteten ved å senke tyngdepunktet. Bruken av flere sylindere og ledninger gir redundans i tilfelle feil. Utskifting av drawworks med sylindere eliminerer mye av støyen på boregulvet.

AHD-systemet bruker også et standard boretårn, men med full elektronisk kontroll av drawworks for heave kompensasjon. VEKSELSTRØMSMOTORER gir nøyaktig kontroll over drawworks med en typisk kompensasjonsnøyaktighet på mindre enn 2%. Den regenerative kraften skapt av bremsing kan mates tilbake til riggen for forbruk av annet utstyr. I likhet MED sylinderriggløsningen HAR AHD-konstruksjonen et lavere tyngdepunkt enn CMC-systemer, men HAR lavere vekt enn både sylinderriggen og CMC-systemene. Heave kompensasjon er ikke begrenset som i de andre systemene. DEN største ulempen VED AHD-systemer er bruken AV AC-drevne drawworks, som kan være støyende i et begrenset arbeidsmiljø.

økt fleksibilitet i energiproduksjonen på riggen kan oppnås ved å bruke strømstyringssystemer og anvende en kraftbelastningsfilosofi. Hensikten her ville være å kjøre generatorene på riktig belastning i stedet for å kjøre alle generatorer på tomgang. For å muliggjøre dette kan en blanding av forskjellige generatorer (størrelser) brukes; alternativt kan drift av de fleste generatorer på optimal belastning og en eller to generatorer på variabel belastning være en løsning. Enkle elektriske kraftdistribusjonssystemer kan redusere hyppigheten av strømbrudd ved å redusere antall oppdragssystemer og crossover-tilkoblinger. Der systemkomponenter blir færre og mer effektive, vil produksjons-og vedlikeholdskostnadene reduseres, og utstyrsrommet vil ha et mindre fotavtrykk på riggen.

varmegjenvinningssystemer som brukes til å gjenvinne varme fra eksosgasser, kan brukes i stedet for varmeproduksjon fra dampkjeler, termiske oljekjeler eller elektriske varmeovner. Dette vil også bidra til å redusere energiforbruket.

teknologisk modenhet

Nøkkeltall

Avgjørelse drivere

Operasjonelle Problemstillinger / risikoer

Fareanalyser bør alltid gjennomføres

Muligheter/business case

• Effektive boreoperasjoner og brønndesignprogrammer vil bidra til levering av brønner i redusert tid og med lavere energiforbruk, og dermed redusere de totale driftskostnadene.
• Redusert drivstoffavfyring kan føre til reduksjon av klimagassutslipp
• Mulighet til å redusere støy

Case-Studier I Industrien

Simulering av svinghjulbasert energilagringssystem for offshore boring (Referanse 6)

en detaljert simulering av kompenserende drawworks, basert på EN FAKTISK HITEC AHC-1000® drawworks Og en matematisk modell av svinghjulsdynamikk, ble brukt til å analysere forventet ytelse av et stort svinghjulbasert energilagringssystem. Drivstofforbruket var basert på egenskapene Til Et Caterpillar dieselgenerator sett. Simuleringen ble kjørt Ved Hjelp Av Simulink i forbindelse Med Matlab (en dataflyt grafisk programmeringsspråk verktøy). Simuleringen viste en reduksjon på opptil 75% i gjennomsnittlig etterspørsel etter elektrisk kraft, og opptil 90% i toppkraft. Strømrutingstopologien og simulerte lastprofiler er vist nedenfor.

Figur 2: Topologi For strømruting

Figur 3: Simulerte lastprofiler

1. Tapjan, R. Og Kverneland, Hege. (2010). ‘Hydraulisk vs elektrisk rigg design: fordeler og ulemper på floater heave compensation systems’. Boreentreprenør (nettsted): Den Effektive Riggen, 8. September 2010.
2. Liou, J. (2012). ‘Pålitelighetssentrert vedlikeholdsprogram reduserer nedetid, resulterer i 63% ROI’. Boreentreprenør (nettsted): Den Effektive Riggen, 7. Mai 2012.
3. Langley, D. (2011). ‘Shedding lys på elektrisk enkelhet’. Boreentreprenør (nettsted): Den Effektive Riggen, 21. September 2011.
4. Gunnerod, J., Serra, S., Palacios-Ticas, M. Og Kvarne, O. (2009). ‘Høyt automatisert borevæskesystem forbedrer HMS og effektivitet, reduserer personellbehov’. Drilling Contractor (nettsted): Drilling It Safely, 17. januar 2009.
5. Cummins, T. (2011). ‘Modifisert sement hodet kutter rigg opp tid, risiko’. Boreentreprenør (nettsted): Den Effektive Riggen, 21. September 2011.
6. Williams, K. R. og de Jone, H. J. ‘Hybrid heave drilling teknologi reduserer utslipp, driftskostnader for offshore boring’. Drilling Contractor, September / oktober 2009, s.52-60.
7. National Oilwell Varco (nettsted)
8. Transocean (nettsted): Sedco Express