WEG ondersteunt doorbraak Belbazem

Offshore olieproductie transformeren met geavanceerde middenspanning VSD's.

De Abu Dhabi National Oil Company (ADNOC) heeft toegezegd haar olieproductiecapaciteit te verhogen tot vijf miljoen vaten per dag in 2030 om aan de sterk stijgende wereldwijde vraag naar energie te kunnen voldoen. Het Belbazem-blok, een enorme 744 miljoen dollar kostende ontwikkeling van drie offshore olievelden, zal centraal staan in de doelstellingen van ADNOC - maar deze grote productie kan niet worden bereikt zonder efficiënt aangedreven elektrische dompelpompen (ESP's). Daarom werd WEG, de specialist op het gebied van motoren en aandrijvingen, gevraagd om frequentieregelaars voor middenspanning (MV VSD's) te leveren om de ESP's van Belbazem van energie te voorzien en de lokale ongebruikte olie- en gasbronnen volledig te benutten.

Het Belbazem offshore blokveld wordt ontwikkeld door Al Yasat Petroleum Operations Company, een joint venture tussen ADNOC en China National Petroleum Corporation (CNPC). Het blok ligt ongeveer 120 km ten noordwesten van Abu Dhabi in de Verenigde Arabische Emiraten (VAE) en bestaat uit drie grote olievelden: Belbazem, Umm Al Salsal en Umm Al Dholou. Elk olieveld heeft zijn eigen offshore toren met daarin een boorkop, kleppen en regelaars die nodig zijn om olie of gas uit onderwaterreserves te halen. Elke faciliteit is ook uitgerust met ESP's, die absoluut essentieel zijn bij offshore olieproductie.

De ESP's worden gebruikt voor kunstmatige heffing, een cruciale techniek in de olie- en gasindustrie. ESP's zijn elektrische dompelpompen die worden aangedreven door een speciale elektromotor en efficiënt koolwaterstoffen uit diepe putten halen. Ze verhogen de productiesnelheid, vooral in reservoirs met een hoog rendement en een lage natuurlijke druk. ESP's zijn veelzijdig en kunnen op afstand worden bediend, waardoor er minder behoefte is aan handmatige interventie. Door hun hoge efficiëntie en aanpassingsvermogen zijn ze onmisbaar voor het maximaliseren van de productiviteit van reservoirs.

ESP's zijn echter ook moeilijk van stroom te voorzien. Ze worden op afstand geplaatst in diepzeeomgevingen waar zware omstandigheden de norm zijn, en het vermogen wordt meestal over lange afstanden getransporteerd via gespecialiseerde, geïsoleerde kabels. Het uitvallen van een ESP tijdens de offshore olieproductie kan leiden tot het stopzetten van de oliewinning, inkomstenverlies en mogelijke schade aan de apparatuur. Reparaties zijn ook kostbaar, tijdrovend en mogelijk gevaarlijk - omdat ESP's vaak in kleine ruimtes worden geïnstalleerd, zoals boorputten, brengt onderhoud risico's met zich mee van vallen, uitglijden en blootstelling aan elektrische en mechanische gevaren.

Al deze factoren kunnen de werkzaamheden verstoren en de productieschema's beïnvloeden. Voor Belbazem moeten ze koste wat het kost worden vermeden zodat het offshore blok de onmiddellijke productiedoelstelling van 45.000 vaten lichte ruwe olie, elke dag, zonder mankeren kan halen - en natuurlijk ADNOC's doel van vijf miljoen vaten per dag tegen het einde van het decennium ondersteunen.

Dit is ook de reden waarom frequentieregelaars (VSD's) essentieel zijn voor het aandrijven van ESP's. VSD's maken een nauwkeurige regeling van de pompsnelheid mogelijk, zodat deze kan worden aangepast aan veranderende putomstandigheden, wat een efficiënte werking garandeert en de levensduur van de apparatuur verlengt.

Gebruik van MV-aandrijftechnologie in ESP-toepassingen
Gezien de hoge inzet van het Belbazem-ontwikkelingsproject was het duidelijk dat er VSD's nodig waren om de snelheid van de ESP's nauwkeurig te regelen op basis van de vereiste bedrijfsomstandigheden - en dat deze systemen specifiek moesten worden afgestemd op de vereisten van het Belbazem-veld.

Daarom werd WEG, wereldwijd marktleider in de levering van motoren en aandrijvingen, gevraagd om het project te ondersteunen. Er werd een beroep gedaan op WEG tijdens de FEED-fase (Front-End Engineering Design) van het Belbazem-project. Hier komen de engineering-, inkoop- en constructiebedrijven (EPC) van het project samen om het juiste operationele ontwerp en de technologie te plannen en te identificeren, met input van wereldwijde experts op dit gebied. Ze beoordelen ook proactief mogelijke uitdagingen of risico's vooraf, waardoor dure veranderingen in de latere ontwikkelingsfasen worden voorkomen.

"WEG was verheugd om de EPC's van het Belbazem-ontwikkelingsproject tijdens de FEED-fase te kunnen ondersteunen," vertelt Ahmed ElShayal, WEG Global O&G Regional Business Manager - Middle East. "Dit betekende dat we met onze expertise en essentiële technologie konden bijdragen aan de ontwikkeling van het project vanaf de eerste, conceptuele stadium.

"Op basis van die eerste discussies werd besloten om af te stappen van het gebruik van conventionele laagspanningsaandrijvingen (LV) voor de bediening en besturing van de ESP's. In plaats daarvan werd besloten dat een betere oplossing voor laagspanningsaandrijvingen nodig was. In plaats daarvan werd besloten dat het een betere keuze zou zijn om de MV VSD's van WEG te gebruiken die passen bij de projectomstandigheden."

Hoewel LV-aandrijvingen in bepaalde omstandigheden voordeliger zijn, waren er verschillende voordelen van het gebruik van MV VSD's in plaats van LV-aandrijfsystemen in Belbazem. MV systemen zouden efficiënter blijken te zijn, een kleinere voetafdruk ondersteunen omdat ze compact en lichter zijn - vooral als MVW01 G2 aandrijvingen met een geïntegreerde transformator, die hieronder wordt genoemd, worden gebruikt - en de neiging hebben om minder harmonische verstoringen te produceren.

Bovendien ervaren MV-spanningsystemen een lagere spanningsval over lange afstanden en kunnen ze de langere kabeltrajecten aan die zo essentieel zijn voor het voeden van ESP's, zonder dat ze overmatig spanningsverlies ondervinden of extra compensatiemaatregelen nodig hebben.

Uiteindelijk werden MV VSD's aanbevolen als de "essentiële technologie" voor het offshore blok van Belbazem - 15 units in totaal. WEG raadde met name de MVW01 G2 aandrijvingen van de tweede generatie aan, die zijn uitgerust met geavanceerde componenten, een hoger vermogen, een grotere betrouwbaarheid en een aanzienlijke verbetering van de energie-efficiëntie.

Hoogste beschikbare efficiëntie
De geavanceerde componenten van de MVW01 omvatten VSI-technologie (Voltage Source Inverter), die de energie van een stroombron neemt en omzet in een vorm die door verschillende apparaten gebruikt kan worden, en NPC (Neutral Point Clamp) multilevel kracht topologie, die helpt bij het efficiënt gebruiken en beheren van verschillende spanningsniveaus. Deze technologieën worden gecombineerd met 6,5 kV hoogspanningsgeïsoleerde gate bipolaire transistoren (HV IGBT's) die hoogspanningsstromen snel versterken, regelen, omzetten of in- of uitschakelen.

De tweede generatie MVW01 G2 - zoals aanbevolen voor gebruik in het Belbazem project - biedt een verbeterde vermogensafgifte en betrouwbaarheid met behoud van dezelfde voetafdruk. Deze verbeterde prestaties worden toegeschreven aan het gebruik van de nieuwste HV IGBT's met een groter veilig werkgebied en een hoger kortsluitvermogen. Het vermogen van de aandrijving varieert van 500 tot 22.500 HP (400 tot 16.000 kW), met spanningswaarden van 2,3 kV tot 6,9 kV en een uitgangsfrequentie tot 120 Hz.

"De MVW01 G2 is veelzijdig en vindt toepassingen in diverse industriële omgevingen, waaronder compressoren, pompen, ventilatoren, transportbanden en maalmolens", legt ElShayal uit. "Het ontwerp van de unit, dat het optimale aantal vermogens- en besturingscomponenten combineert, resulteert in het ontwerp met de hoogste efficiëntie op de markt.

"De gebruikersinterface is ontworpen met het oog op vertrouwdheid en gebruiksgemak en komt overeen met die van WEG's LV VSD-productlijn. Door de coördinatie met ESP-leveranciers was het voor WEG mogelijk om een naadloze integratie van het hele systeem te garanderen."

Verdere samenwerking
In combinatie met speciale Permanent Magneet Motoren (PMM's), geproduceerd door de OEM's (Original Equipment Manufacturers) van de pompen, hebben de 15 geleverde MVW01 G2's een geïntegreerde oplossing geboden die niet alleen voldoet aan de unieke eisen van het project, maar ook aanzienlijke kostenbesparingen oplevert. De succesvolle implementatie van WEG's MV VSD-technologie heeft de operationele efficiëntie van het Belbazem project aanzienlijk verbeterd.

"Belbazem betekent een doorbraak op verschillende fronten," zegt ElShayal. "Het markeert het eerste gebruik van WEG's MV VSD voor ESP's in zowel de VAE als het Midden-Oosten, en wereldwijd voor ESP-toepassingen die PMM's gebruiken. De technologie heeft niet alleen aan de verwachtingen voldaan, maar deze zelfs overtroffen."

De ontwikkeling van Belbazem heeft ook deuren geopend naar andere samenwerkingsverbanden voor WEG. Zo ondersteunt WEG momenteel ESP's in een ontwikkelingsproject bij Bu Haseer, een offshore olie- en gasveld tussen de Das en Zirku eilanden in Abu Dhabi, dat ook wordt geëxploiteerd door Al Yasat Petroleum Operations Company. Bij dat project zal gebruik worden gemaakt van de LV-aandrijftechnologie van WEG.

Voorlopig is het Belbazem project een bewijs van het transformerende effect van WEG's innovatieve oplossingen op de olie- en gasindustrie - en hoe VSD's ADNOC's doel kunnen ondersteunen om in 2030 vijf miljoen vaten ruwe olie per dag te produceren.

For more information.

www.weg.com

  Meer weten…