Vellykket testing av undervanns frekvensomformere for havbunnsfabrikken

Den første fullskala prototypetesten av undervanns frekvensomformere ble vellykket gjennomført i Vasa i Finland. Med det rykker visjonen om en helelektrisk havbunnsfabrikk nærmere. Frekvensomformere, eller Variable Speed Drives (VSD), er nødvendige for å øke produktiviteten i produksjonsprosessen, forbedre energieffektiviteten og redusere vedlikeholdskostnadene for elektrisk utstyr.

Undervannstesten er det nyeste i et femårs, felles industriprosjekt (JIP) som ble startet av Chevron, Statoil, Total og ABB i 2013. Industriprosjektets formål er å utvikle overførings-, distribusjons- og kraftomformersystemer for undervannspumper og –gasskompressorer for drift på 3000 meters dyp og over lange avstander. Ved å ha store kraftmengder tilgjengelig nærmere reservoarene vil brønnstrømmene øke i volum og trykk og derved gi større olje- og/eller gassproduksjon.

Undervannsfrekvensomformeren, som er designet for undervanns gasskompresjon, ble kjørt i tre uker i november 2017, direkte tilkoblet kraftnettet i begge ender, uten motorlaster.

- Vanntesten ble vellykket, og alle mål ble oppnådd, sier Bazmi Husain, teknologisjef i ABB. - Vi har demonstrert vellykket og pålitelig drift i et antall stressituasjoner. Resultatene understreker vår evne til å skyve teknologien til sitt ytterste.

Store kraftmengder over lange avstander på 3000 meters dyp

Undervannsfrekvensformeren er trykkompensert, med oljekjøling av all kraftelektronikk. Vanntestene beviste at elektronikk og kraftelektronikk tåler de termiske kravene. Før testen ble hoveddelene trykktestet til 300 bar i Statoils forskningslaboratorium i Trondheim.

- Dette er en milepæl for å løse en stor utfording. Den tar teknologi fra laboratoriet til felttesting gjennom en strukturert kvalifiseringsprosess, via prototyper og flere demonstrasjoner, sier Bazmi Husain.

Kraft fra land til havbunnen, med opptil 100 megawatt (MW) over ca. 600 km, frigjør den begrensede plassen på installasjoner på overflaten. Kostnadene reduseres ved å benytte kun én kabel til mange undervannnslaster. I tillegg reduseres driftskostnadene kraftig samtidig som energiforbruk og CO2-utslipp senkes, mens marin forurensing kuttes og framtidig fjerning av utstyr etter endt bruk forenkles.

Et komplekst system i slike ekstreme omgivelser må være pålitelig og designet for langvarig drift med minium, om noe, behov for vedlikehold eller reparasjon.

- Vi må bevise for våre kunder at hele installasjonen vil bli ultrapålitelig fordi heving av utstyr fra 3000 meters dyp er dyrt, forklarer Per Erik Holsten, leder for olje-, gass- og kjemivirksomheten hos ABB.

Havbunnsfabrikk fra 2020

Teamet skyver grensene for tradisjonell produktutvikling, spesielt for å oppnå best mulig pålitelighet. For å sikre konkurransekraftig havbunnsproduksjon må installasjonen ha lav vekt og kompakte fysiske mål for enkel logistikk.

Etter den vellykkede testen planlegger industriprosjektet en 3000 timers test på grunt vann av et undervannskraftsystem med to frekvensomformere i parallell i begynnelsen av 2018. Den første installasjonen av det nye undervannskraftsystemet på et felt i produksjon forventes å starte i 2020.

- Selv om utviklingen av teknologien og fremdriften i prosjektet baserer seg på erfaring, kunnskap og evnen til å levere, er det kritiske elementet samhandlingen blant medlemmene i industriprosjektet. Det styrkes ved regelmessig og dypt engasjement på alle nivåer, forklarer Holsten.