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跨领域融合 新能源技术反哺油气行业

跨领域融合 新能源技术反哺油气行业

多元化发展帮助JDR成功经受住了复杂的海上油气市场的考验,这家英国公司的水下脐带和电缆专家正蓄势待发,准备迎接行业的转变。

作者 | Russell McCulley
编译 | 白小明

与许多长期活跃在海洋能源业的公司一样,JDR电缆系统公司(JDR Cable Systems)也随着行业起起伏伏摸爬滚打多年,使其无论在顺境还是逆境,均可以获得发展的机会。

在当前油气行业不景气的情况下,JDR公司将主要精力集中在海上发电市场和制造用于连接风力涡轮机和电网的水下电缆上。

10年前,在苏格兰近海的Moray Firth,JDR参与了Beatrice风能示范工程后便开始涉足此行业。该公司为该项目提供了两组33kV电缆,连接一对5MW涡轮机到Beatrice平台。

10年后,JDR公司获得了一份新合同,为刚刚批准的588MW Beatrice海上风力发电厂项目提供180公里的电缆,该项目位于Outer Moray Firth,由84台风力涡轮机组成。

JDR公司的其它主要精品工程包括为大型Greater Gabbard和London Array的海上风力发电厂提供水下电缆。

James Young于2000年加入JDR,彼时公司刚开始涉足水下电缆市场。他负责监管电缆和水下生产脐带的设计和制造,水下生产脐带是该公司在油气领域家喻户晓的产品。

2016年,Young被任命为公司首席技术官(CTO),他将CTO这一岗位的职责描述为“更富战略性,聚焦于公司以外,与行业保持沟通,让行业知道我们在做什么,在研发什么产品,并与客户达成战略共识。”

由于担任CTO,Young负责制定了公司的五年技术“规划蓝图”,就已发布的新产品和降本措施来说,这一战略性规划已经开始奏效。

向更高电压进军

Young表示,该公司已经在新能源领域取得了一定的进展,并且相信有能力将新能源领域的技术引入到油气行业,他对此非常感兴趣。最典型的例子是公司最新的、为下一代更强大的风力涡轮机研发的66kV水下电缆也适用于电需求量逐渐增大的水下系统。

经过3年的研发,JDR近期成功通过了66kV阵列电缆的资格审核。海上风电公司可能将首先采用该技术,油气行业的兴趣在于将该技术视为“水下工厂”的一个整体部件。

Young称,优化后的电缆可以帮助“推动未来油田的发展”。

Young表示,JDR公司主要为高压输电提供全新的、低成本的解决方案,可为海底泵、水下处理设备提供更多电能,为水下工厂、水下电网等行业新理念提供支持。通过使用更多的电力来驱动泵、压缩机和其它水下处理设备,提高生产原油的效益和效率。

目前,业内有很多超大功率的水下系统,例如用于Ormen Lange水下压缩试点项目,GE的145kV水下电源供应、传输和配电系统。但在油气行业,大多数通过水下脐带传输的电力系统的电压通常为17~35kV,足够驱动电潜泵。

但是随着压缩处理趋于在海床进行,对电量的需求将大幅增加。如果仍然停留在33或35kV,那么压缩设备尺寸将更大,也会有电力损失,这会限制电量传输。

目前,行业感兴趣的是直接使用66kV的电压传输电能。JDR公司正在积极寻求未来在油气行业实施该技术的方案。来自可再生能源领域的创新技术被重新用在了油气行业,将有助于将更多电力输送到海床。

扩大业务范围

JDR电缆公司约有500名雇员,生产活动集中在两个主要的工厂。公司自20世纪80年代早期,就开始经营一家热塑管和水下脐带生产厂。

JDR的大尺寸电缆和水下脐带生产主要在Hartlepool的码头区工厂进行。Hartlepool工厂于2009年开工,主要服务于海上风力和潮汐能领域,可以制造较长的热塑水下脐带。

2016年,JDR安装了一台卧式成缆机(HLM),用于制造复杂的钢管和水下输电脐带。该设备由澳大利亚设备制造商Mali制造,Mali是英国最大的,也是全球第二大成缆机制造商,卧式成缆机作为JDR公司垂直成缆机(VLM)的补充,扩大了公司制造加工能力,VLM也位于Hartlepool。

近些年,该公司聚焦于全新电缆和水下脐带以及制造和测试设备。HLM专门用于加工钢管电力脐带,这种脐带可以包含所有从主平台到海床的功能线。

JDR也依靠公司作为热塑软管供应商的优势,涉足修井干预控制系统(IWOCS)业务。JDR目前可以制造压力级别达到103.4MPa的高压软管,一款新的可以应对120.7MPa压力的软管也通过了验证。

JDR公司也增加了试验装置,截止目前,总共测试了超过80种不同横截面配置的IWOCS水下脐带。Young认为对产品进行全方位的测试非常重要,这样公司可以查看不同配置产品的性能,从而确定是否存在潜在的问题。

JDR为深水无隔水管干预作业研发了自给式IWOC水下脐带技术和一体式卷线系统,并且正在将该技术扩展应用到3000m超深水环境。IWOCS水下脐带是该公司主要的产品线,而且还在持续研发改进,承压120.6MPa的软管只能算是中高压级别,JDR已经将研发137.8MPa的软管列入了下一步的研发计划,并且正在积极推进。

Young指出,在当前的油价环境下,需要更加关注水下回接技术,将生产油气井回接到现有设施,比新安装新平台更具经济性。但由于生产管道较长,要保障流动安全,需要较高的压力提供动力。Young称,JDR公司的120.6MPa软管获得资质认证是件令人高兴的事,随着油气井压力更高,距离更远,这类技术将变得非常重要。

随着水下技术和新能源技术的发展成熟,需要更多的跨领域技术,例如,海洋能源业正在探索使用带蓄电电池的浮式海上风力涡轮机,为水下采油树供电。这种系统适用于远距离部署,当应用于深水时,则需要动态供电脐带,为水下采油树或各类泵、压缩设备和分离设备提供电力或作为控制管线。

Young称,将新能源和油气领域的技术相结合,可以显著降低风险,发挥这些系统的跨领域优势。

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白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。