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跨領域融合 新能源技術反哺油氣行業

跨領域融合 新能源技術反哺油氣行業

多元化發展幫助JDR成功經受住了復雜的海上油氣市場的考驗,這家英國公司的水下臍帶和電纜專家正蓄勢待發,準備迎接行業的轉變。

作者 | Russell McCulley
編譯 | 白小明

與許多長期活躍在海洋能源業的公司一樣,JDR電纜系統公司(JDR Cable Systems)也隨著行業起起伏伏摸爬滾打多年,使其無論在順境還是逆境,均可以獲得發展的機會。

在當前油氣行業不景氣的情況下,JDR公司將主要精力集中在海上發電市場和制造用于連接風力渦輪機和電網的水下電纜上。

10年前,在蘇格蘭近海的Moray Firth,JDR參與了Beatrice風能示范工程后便開始涉足此行業。該公司為該項目提供了兩組33kV電纜,連接一對5MW渦輪機到Beatrice平臺。

10年后,JDR公司獲得了一份新合同,為剛剛批準的588MW Beatrice海上風力發電廠項目提供180公里的電纜,該項目位于Outer Moray Firth,由84臺風力渦輪機組成。

JDR公司的其它主要精品工程包括為大型Greater Gabbard和London Array的海上風力發電廠提供水下電纜。

James Young于2000年加入JDR,彼時公司剛開始涉足水下電纜市場。他負責監管電纜和水下生產臍帶的設計和制造,水下生產臍帶是該公司在油氣領域家喻戶曉的產品。

2016年,Young被任命為公司首席技術官(CTO),他將CTO這一崗位的職責描述為“更富戰略性,聚焦于公司以外,與行業保持溝通,讓行業知道我們在做什么,在研發什么產品,并與客戶達成戰略共識?!?/span>

由于擔任CTO,Young負責制定了公司的五年技術“規劃藍圖”,就已發布的新產品和降本措施來說,這一戰略性規劃已經開始奏效。

向更高電壓進軍

Young表示,該公司已經在新能源領域取得了一定的進展,并且相信有能力將新能源領域的技術引入到油氣行業,他對此非常感興趣。最典型的例子是公司最新的、為下一代更強大的風力渦輪機研發的66kV水下電纜也適用于電需求量逐漸增大的水下系統。

經過3年的研發,JDR近期成功通過了66kV陣列電纜的資格審核。海上風電公司可能將首先采用該技術,油氣行業的興趣在于將該技術視為“水下工廠”的一個整體部件。

Young稱,優化后的電纜可以幫助“推動未來油田的發展”。

Young表示,JDR公司主要為高壓輸電提供全新的、低成本的解決方案,可為海底泵、水下處理設備提供更多電能,為水下工廠、水下電網等行業新理念提供支持。通過使用更多的電力來驅動泵、壓縮機和其它水下處理設備,提高生產原油的效益和效率。

目前,業內有很多超大功率的水下系統,例如用于Ormen Lange水下壓縮試點項目,GE的145kV水下電源供應、傳輸和配電系統。但在油氣行業,大多數通過水下臍帶傳輸的電力系統的電壓通常為17~35kV,足夠驅動電潛泵。

但是隨著壓縮處理趨于在海床進行,對電量的需求將大幅增加。如果仍然停留在33或35kV,那么壓縮設備尺寸將更大,也會有電力損失,這會限制電量傳輸。

目前,行業感興趣的是直接使用66kV的電壓傳輸電能。JDR公司正在積極尋求未來在油氣行業實施該技術的方案。來自可再生能源領域的創新技術被重新用在了油氣行業,將有助于將更多電力輸送到海床。

擴大業務范圍

JDR電纜公司約有500名雇員,生產活動集中在兩個主要的工廠。公司自20世紀80年代早期,就開始經營一家熱塑管和水下臍帶生產廠。

JDR的大尺寸電纜和水下臍帶生產主要在Hartlepool的碼頭區工廠進行。Hartlepool工廠于2009年開工,主要服務于海上風力和潮汐能領域,可以制造較長的熱塑水下臍帶。

2016年,JDR安裝了一臺臥式成纜機(HLM),用于制造復雜的鋼管和水下輸電臍帶。該設備由澳大利亞設備制造商Mali制造,Mali是英國最大的,也是全球第二大成纜機制造商,臥式成纜機作為JDR公司垂直成纜機(VLM)的補充,擴大了公司制造加工能力,VLM也位于Hartlepool。

近些年,該公司聚焦于全新電纜和水下臍帶以及制造和測試設備。HLM專門用于加工鋼管電力臍帶,這種臍帶可以包含所有從主平臺到海床的功能線。

JDR也依靠公司作為熱塑軟管供應商的優勢,涉足修井干預控制系統(IWOCS)業務。JDR目前可以制造壓力級別達到103.4MPa的高壓軟管,一款新的可以應對120.7MPa壓力的軟管也通過了驗證。

JDR公司也增加了試驗裝置,截止目前,總共測試了超過80種不同橫截面配置的IWOCS水下臍帶。Young認為對產品進行全方位的測試非常重要,這樣公司可以查看不同配置產品的性能,從而確定是否存在潛在的問題。

JDR為深水無隔水管干預作業研發了自給式IWOC水下臍帶技術和一體式卷線系統,并且正在將該技術擴展應用到3000m超深水環境。IWOCS水下臍帶是該公司主要的產品線,而且還在持續研發改進,承壓120.6MPa的軟管只能算是中高壓級別,JDR已經將研發137.8MPa的軟管列入了下一步的研發計劃,并且正在積極推進。

Young指出,在當前的油價環境下,需要更加關注水下回接技術,將生產油氣井回接到現有設施,比新安裝新平臺更具經濟性。但由于生產管道較長,要保障流動安全,需要較高的壓力提供動力。Young稱,JDR公司的120.6MPa軟管獲得資質認證是件令人高興的事,隨著油氣井壓力更高,距離更遠,這類技術將變得非常重要。

隨著水下技術和新能源技術的發展成熟,需要更多的跨領域技術,例如,海洋能源業正在探索使用帶蓄電電池的浮式海上風力渦輪機,為水下采油樹供電。這種系統適用于遠距離部署,當應用于深水時,則需要動態供電臍帶,為水下采油樹或各類泵、壓縮設備和分離設備提供電力或作為控制管線。

Young稱,將新能源和油氣領域的技術相結合,可以顯著降低風險,發揮這些系統的跨領域優勢。

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白礬
石油圈認證作者
畢業于中國石油大學(華東),油氣井工程碩士,長期聚焦國內外石油行業前沿技術裝備信息,具有數十萬字技術文獻翻譯經驗。
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