NO20121313A1 - Kraftsystem og fremgangsmate med fjern variabel-frekvens-styring (VFD) - Google Patents
Kraftsystem og fremgangsmate med fjern variabel-frekvens-styring (VFD) Download PDFInfo
- Publication number
- NO20121313A1 NO20121313A1 NO20121313A NO20121313A NO20121313A1 NO 20121313 A1 NO20121313 A1 NO 20121313A1 NO 20121313 A NO20121313 A NO 20121313A NO 20121313 A NO20121313 A NO 20121313A NO 20121313 A1 NO20121313 A1 NO 20121313A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- vfd
- power
- tool
- remote
- filter
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
- E21B4/04—Electric drives
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B4/00—Drives for drilling, used in the borehole
- E21B4/20—Drives for drilling, used in the borehole combined with surface drive
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
- H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
-
- H02J13/0096—
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J4/00—Circuit arrangements for mains or distribution networks not specified as ac or dc
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
- H02J2310/42—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ships or vessels
Abstract
I hvert fall i noen utførelsesformer innbefatter et system et første fjernt verktøy. Systemet innbefatter også et variabelt frekvensdrev (VFD - Variable Frequency Drive) koblet til det første fjerne verktøyet, der utmålingen fra VFD'en driver det første verktøyet og der i hvert fall en del av VFD'en befinner seg ved det første fjerne verktøyet.
Description
BAKGRUNN
[0001] I forbindelse med hydrokarbonleting eller andre prosjekter hvor kraft blir forsynt til fjerne verktøy er ikke utformingen av kraftforsyningen uviktig. For eksempel kan valget og posisjoneringen av kraftforsyningskomponenter påvirke plassbruken på riggdekket, trekkbarhet av fjerne komponenter, kontrollkabelstørrelse og elektriske overtoner. Etter hvert som avstandene øker { dvs. verktøyene blir fjernere) blir kraftforsyningsrelaterte hensyn, så som trekkbarhet av fjerne komponenter, kontrollkabelstørrelse og elektriske overtoner, mer og mer viktig.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
[0002] For en detaljert beskrivelse av eksempler på utførelser av oppfinnelsen vil det nå bli henvist til de vedlagte tegningene, der:
[0003] Figurene 1A-1B illustrerer undervannssystemer ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;
[0004] Figur 2 illustrerer et kraftforsyningssystem for fjerne verktøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;
[0005] Figur 3 illustrerer et annet kraftforsyningssystem for fjerne verktøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;
[0006] Figur 4 illustrerer et todelt kraftforsyningssystem med variabel frekvensstyring (VFD - Variable Frequency Drive) for fjerne verktøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;
[0007] Figur 5 illustrerer et annet todelt VFD-kraftforsyningssystem for fjerne verktøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;
[0008] Figur 6 illustrerer et fjernt VFD-kraftforsyningssystem for fjerne verktøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;
[0009] Figur 7 illustrerer et annet fjernt VFD-kraftforsyningssystem for fjerne verktøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen;
[0010] Figur 8 illustrerer et annet todelt VFD-kraftforsyningssystem for fjerne verktøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen; og
[0011] Figur 9 illustrerer en fremgangsmåte ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen.
NOTASJON OG TERMINLOGI
[0012] Forskjellige betegnelser er anvendt i den følgende beskrivelsen og kravene for å henvise til bestemte systemkomponenter. Som fagmannen vil vite omtaler data-bedrifter ofte en samme komponent med forskjellige navn. Dette dokumentet mener ikke å skille mellom komponenter som har ulike navn, men samme funksjon. I beskrivelsen som følger og i kravene er ordene "inkludere" og "omfatte/omfattende" anvendt på en ikke-begrensende måte, og skal således forstås å bety "inkludert, men ikke begrenset til...". Videre er ordet "koble" eller "koblet" ment å henvise til enten en indirekte, direkte, optisk eller trådløs elektrisk forbindelse. Dersom en første anordning er koblet til en andre anordning, kan denne forbindelsen derfor være gjennom en direkte elektrisk forbindelse, gjennom en indirekte elektrisk forbindelse via andre anordninger og for-bindelser, gjennom en optisk elektrisk forbindelse eller gjennom en trådløs elektrisk forbindelse.
DETALJERT BESKRIVELSE
[0013] I tegningene og i beskrivelsen som følger er like deler merket med de samme henvisningstall. Figurene er ikke nødvendigvis målrette. Enkelte trekk ved oppfinnelsen kan være vist med overdrevet størrelse eller i en noe skjematisk form, og visse detaljer ved tradisjonelle elementer kan være utelatt for å bedre oversikten og gjøre beskrivelsen mer konsis. Foreliggende oppfinnelse kan realiseres i utførelser av forskjellige former. Konkrete utførelsesformer er beskrevet i detalj og vist i tegningene, men det er underfor-stått at den foreliggende beskrivelsen er å anse som en eksemplifisering av prinsippene ifølge oppfinnelsen og ikke er ment å begrense oppfinnelsen til det som er illustrert og beskrevet her. For eksempel, selv om spesifikke kraftverdier ( dvs. vekselstrøm eller like-strøm overført fra én komponent til en annen) er illustrert for utførelsesformene vist her, er ikke andre utførelsesformer nødvendigvis begrenset til disse kraftverdiene.
[0014] Det må forstås at de forskjellige idéene i utførelsesformene som vil bli beskrevet nedenfor kan bli anvendt alene eller i en hvilken som helst passende kombinasjon for å oppnå ønskede resultater. Ingen bruk av noen som helst form av ordene "for-binde", "inngripe", "koble", "feste" eller andre ord som beskriver en vekselvirkning mellom elementer er ment å begrense vekselvirkningen til direkte vekselvirkning mellom elementene, men kan også omfatte indirekte vekselvirkning mellom de beskrevne elementene. De forskjellige trekkene angitt over, samt andre trekk og egen- skaper som vil bli beskrevet nærmere nedenfor, vil lett sees av fagmannen ved lesning av den følgende detaljerte beskrivelsen av utførelsesformene, og ved å henvise til de vedlagte tegningene.
[0015] Figurene 1A-1B illustrerer undervannssystemer ifølge utførelsesformer av oppfinnelsen. I figur 1A omfatter undervannssystemet 100 undervannsprosesserings-utstyr 102 som vekselvirker med undervannsproduksjonsutstyr 110. Undervannsprosesseringsutstyret 102 omfatter en pumpe eller kompressor 104 med en motor 106. Pumpen/kompressoren 104 er innrettet for å motta innmatede fluider, som kan inneholde suspendert partikkelmateriale, fra undervannsproduksjonsutstyret 110 og så mate ut trykksatt fluid tilbake til undervannsproduksjonsutstyret 110. Normalt blir pumpen/kompressoren 104 startet under belastning slik at den må startes langsomt for å redusere vibrasjon sjokk i komponenter så som lagre, tetninger, koblinger etc. Dessuten er prosessen kald og viskøs inntil strømningen har vært i gang en viss tid. Gradvis blir hastigheten til motoren 106 økt ved å påføre stadig høyere frekvenser med en undervannsenhet med variabel frekvensdrift (VFD-enhet) 108 til undervannsprosesseringsutstyret 102 når de ønskede pumpe- eller trykkutgangsbetingelsene. Med andre ord er undervanns-VFD-enheten 108 innrettet for selektivt å endre frekven-sen til utgangskraften fra motoren 106. VFD-enheten 108 står i kommunikasjon med en styringsenhet 105 som igjen står i kommunikasjon med et hvilket som helst antall komponenter i undervannssystemet 100.
[0016] Som vist er undervanns-VFD-enheten 108 innrettet for å motta og mate ut tilstrekkelig kraft til motoren 106. Undervanns-VFD-enheten 108 kan eventuelt også være i stand til å mate ut kraft til undervannsproduksjonsutstyret 110.1 et slikt tilfelle mottar undervanns-VFD-enheten 108 mer kraft enn det som trengs til motoren 106 og er i stand til å omlede ekstra kraft til undervannsproduksjonsutstyret 110.1 noen utførelsesformer mottar og mater undervanns-VFD-enheten 108 ut nok kraft til både undervannsprosesseringsutstyret 102 og undervannsproduksjonsutstyret 110.
[0017] Som vist i figur 1 omfatter undervannsproduksjonsutstyret 110 verktøy-styringer 116 og ett eller flere verktøy 118. Ifølge forskjellige utførelsesformer kan verktøystyringene 116 og verktøyet/verktøyene 118 svare til komponenter i et undervannstre, en undervannsmanifold, en utblåsningssikring-(BOP)-stabelenhet eller til-hørende styreutstyr. Verktøystyringene 116 og verktøyet/verktøyene 118 kan således være innrettet for betjening av forskjellige ventiler, kommunikasjonsutstyr, følere eller andre komponenter i et undervannstre, en undervannsmanifold eller en utblåsnings-sikring-(BOP)-stabelenhet. I drift er undervannsproduksjonsutstyret 110 innrettet for å motta innmatet gass/fluid fra en brønnhodeenhet (ikke vist) og for å mate ut gass/fluid mot et overflatefartøy eller en rigg ( f. eks. gjennom en stigerørstreng). I noen scenarier kan strømningen bli reversert i undervannsproduksjonsutstyret 110 slik at fluider blir pumpet inn i brønnhodeenheten heller enn trukket ut fra brønnhodeenheten. Uavhengig av strømningsretningen kan undervannsprosesseringsutstyret 102 endre trykket i gass/fluid som passerer gjennom undervannsproduksjonsutstyret 110.1 noen utførelsesformer kan lagringsutstyr (ikke vist) bli anvendt for å lagre gass eller fluid før eller etter trykksetting i undervannsprosesseringsutstyret 110. Med andre ord blir ikke utvunnet gass/fluid fra en brønnhodeenhet nødvendigvis transportert til overflaten umiddelbart. I figur 1B er undervannssystemet 120 tilsvarende som undervannssystemet 100, bortsett fra at undervanns-VFD-enheten 108 er atskilt fra undervannsprosesseringsutstyret 102.
[0018] Figurene 2-8 illustrerer forskjellige kraftforsyningssystemer ifølge utførelses-former. De forskjellige viste kraftforsyningssystemene er ment for å redusere kravene til riggplass, bedre trekkbarhet av undervannsutstyr, redusere kontrollkabelstørrelse/-kost-nad og/eller elektriske overtoner som kan bli et problem ved store utplasserings-avstander.
[0019] Figur 2 illustrerer et kraftforsyningssystem 200 for fjerne verktøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. I figur 2 omfatter kraftforsyningssystemet 200 en undervanns-VFD 210 som kan være en del av en undervanns-VFD-enhet 208 (en variasjon av undervanns-VFD-enheten 108 beskrevet for figurene 1A-1B). I hvert fall i noen ut-førelsesformer av kraftforsyningssystemet 200 mottar en opptransformator 206 3-faset vekselstrømskraft ved fra omtrent 0,4kV til 11 kV og 50-60 HZ fra en kraftenhet 204 på en rigg. Som vist kan 3-faset vekselstrømskraft ved omtrent 36kV og 50-60 Hz bli levert fra opptransformatoren 206 til en fjern nedtransformator 208, som kan være en del av undervanns-VFD-enheten 208. Uavhengig av om nedtransformatoren 208 er en del av undervanns-VFD-enheten 208 mottar undervanns-VFD 210 utmatingen { f. eks. 3-faset vekselstrømskraft ved omtrent 6,6kV og 50-60 Hz) fra nedtransformatoren 208 og driver motoren 106 med bruk av frekvensvariert 3-faset vekselstrømskraft ved omtrent 6,6kV og 0-70 Hz.
[0020] Med kraftforsyningssystemet 200 er færre overflatekomponenter nødvendig
sammenliknet med et kraftforsyningssystem som posisjonerer alle transformatorkomponenter og VFD-komponenter på overflaten. Kraftforsyningssystemet 200 kan således bli anvendt for å spare plass på et rigg- eller fartøydekk. Videre reduserer eller fjerner kraftforsyningssystemet 200 det ovennevnte problemet med elektriske overtoner gjennom
bruk av en VFD 210 under vann i stedet for en VFD på overflaten. I kraftforsyningssystemet 200 i figur 2 forsyner undervanns-VFD-enheten 208 kraft til motoren 106, men ikke til verktøystyringene 116 og verktøyene 118. Som vist mottar verktøystyringene 116 og verktøyet/verktøyene 118 kraft fra en verktøykraftomformer på overflaten som gjør om vekselstrømskraft fra rigg-kraftenheten 204 til en høy likespenning ( f. eks. 3kV) for transport til et fjernt undervannssted. Ved det fjerne undervannsstedet omformer en kraftregulator 214 den høye likespenningen til en lavere likespenning ( f. eks. 400V)for bruk av verktøystyringene 116 og verktøyet/verktøyene 118.
[0021] Figur 3 illustrerer et annet kraftforsyningssystem 300 for fjerne verktøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. Som vist omfatter kraftforsyningssystemet 300 en undervanns-VFD-enhet 308 med nedtransformatoren 208 og undrvanns-VFD 210 som beskrevet for kraftforsyningssystemet 200.1 tillegg omfatter undervanns-VFD-enheten 308 en kraftregulator 314 som mottar en høy likespenning ( f. eks. 8-9kV) fra undervanns-VFD 206 og mater ut en lavere likespenning ( f. eks. 400V) til verktøystyringene 116 og/eller verktøyet/verktøyene 118. Som beskrevet for figur 1 kan verktøystyringene 116 og verktøyet/verktøyene 118 være komponenter i undervannsproduksjonsutstyret 110.
[0022] I hvert fall i noen utførelsesformer av kraftforsyningssystemet 300 mottar opptransformatoren 206 3-faset vekselstrømskraft ved fra omtrent 0,4 til 11 kV og 50-60 HZ fra rigg-kraftenheten 204. Som vist kan 3-faset vekselstrømskraft ved omtrent 36kV og 50-60 Hz bli levert fra opptransformatoren 206 til den fjerne nedtransformatoren 208. Undervanns-VFD 210 mottar utmatingen ( f. eks. 3-faset vekselstrømskraft ved omtrent 6,6kV og 50-60 Hz) fra nedtransformatoren 208 og driver motoren 106 ved hjelp av frekvensvariert 3-faset vekselstrømskraft ved omtrent 6,6kV og 0-70 Hz. En gitt like-strømskraft ( f. eks. omtrent 8-9kV) blir også omledet fra undervanns-VFD 210 til en kraftregulator 314 for forsyning av kraft ( f. eks. omtrent 400V DC) til verktøystyringene 116 og verktøyet/verktøyene 118.1 alternative utførelsesformer er undervanns-VFD 210 plassert i en avstand fra kraftregulatoren 314 og er inneholdt i et separat trekkbart hus.
[0023] Med kraftforsyningssystemet 300 er færre overflatekomponenter nødvendig sammenliknet med et kraftforsyningssystem som plasserer alle transformatorkomponenter og VFD-komponenter på overflaten. Kraftforsyningssystemet 300 kan således bli anvendt for å spare plass på et rigg- eller fartøydekk. Videre reduserer eller fjerner kraftforsyningssystemet 300 det ovennevnte problemet med elektriske overtoner gjennom bruk av en VFD 210 under vann i stedet for en VFD på overflaten. Videre blir kraft forsynt til verktøystyringene 116 og verktøyet/verktøyene 118 ved å omlede kraft fra undervanns-VFD 210.1 kraftforsyningssystemet 300 er derfor behovet for verktøy-kraftforsyningen 202 fjernet og det totale antall kontrollkabelledere redusert sammenliknet med kraftforsyningssystemet 200.
[0024] Figur 4 illustrerer et todelt VFD-kraftforsyningssystem 400 for fjerne verktøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. I figur 4 omfatter det todelte VFD-kraftforsyningssystemet 400 en VFD-likeretter/filter 406A på overflaten som mottar kraft { f. eks. 3-faset vekselstrømskraft ved omtrent 6,6kV og 50-60 Hz) fra rigg-kraftenheten 204. VFD-likeretteren/filteret 406A på overflaten mater ut likestrømskraft ved 8-9kV til en VFD-inverter 406B under vann, som er en del av en undervanns-VFD-enhet 408. VFD-inverteren 406B mater ut kraft ( f. eks. 3-faset vekselstrømskraft ved omtrent 6,6kV og 0-70 Hz) til motoren 106. Som vist er overflate-VFD-likeretteren/filteret 406A koblet til en fjern anode 420 og undervanns-VFD-inverteren 406B er koblet til en katode 422. Katoden 422 og anoden 420 kan være en del av undervanns-VFD-enheten 408. Alternativt kan katoden 422 og/eller anoden 420 være atskilt fra og koblet til undervanns-VFD-enheten 408.1 hvert fall i noen utførelsesformer er anoden 420 og katoden 422 laget av legeringsmaterialer og kan være belagt med sjeldne jordmaterialer for å motvirke erosjon. Anoden 420 og katoden 422 kan for eksempel være plassert nær ved utstyret ( dvs. undervanns-VFD-inverteren 406B og/eller motoren 106) ved hver ende av kretsen, men ikke så nærme at de forårsaker strømindusert korrosjon. Siden strømtett-het avtar proporsjonalt med tredje potens av avstanden fra et objekt, er elektroder så som anoden 420 og katoden 422 plassert forholdsvis nærved (10-15 meter fra) utstyret.
[0025] Med kraftforsyningssystemet 400 er færre overflatekomponenter nødvendig sammenliknet med et kraftforsyningssystem som har alle transformatorkomponenter og VFD-komponenter på overflaten. Kraftforsyningssystemet 400 kan derfor bli anvendt for å spare plass på et rigg- eller fartøydekk. Videre reduserer eller fjerner kraftforsyningssystemet 400 det ovennevnte problemet med elektriske overtoner gjennom bruk av den todelte VFD'en 406A, 406B i stedet for en VFD på overflaten. Videre unngår kraftforsyningssystemet 400 bruk av en tung (vanskelig å trekke opp) nedtransformator ( f. eks. nedtransformatoren 208) på det fjerne stedet. I kraftforsyningssystemet 400 besørges kraftforsyning til verktøystyringene 116 og verktøyet/verktøyene 118 på samme måte som vist for kraftforsyningssystemet 200.
[0026] Figur 5 illustrerer et annet todelt VFD-kraftforsyningssystem 500 for fjerne verk-tøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. I figur 5 omfatter det todelte VFD-kraftforsyningssystemet 500 overflate-VFD-likeretteren/filteret 406A som mottar kraft ( f. eks. 3-faset vekselstrømskraft ved 6,6kV og 50-60 Hz) fra rigg-kraftenheten 204. Overflate-VFD-likeretteren/filteret 406A mater ut likestrømskraft ved 8-9kV til undervanns-VFD-inverteren 406B, som driver motoren 106 ved hjelp av 3-faset vekselstrømskraft ved 6,6kV og 0-70 Hz. Som vist er VFD-likeretteren/filteret 406A koblet til anoden 420 og VFD-inverteren 406B er koblet til katoden 422. Anoden 420, katoden 422 og undervanns-VFD-inverteren 406B kan være en del av en undervanns-VFD-enhet 508. Alternativt kan anoden 420 og/eller katoden 422 være atskilt fra undervanns-VFD-enheten 508. En likestrømskraft ( f. eks. omtrent 8-9kV) blir også omledet fra undervanns-VFD-inverteren 406B til en kraftregulator 314 for levering av kraft ( f. eks. 400V DC) til verktøystyringene 116 og verktøyet/verktøyene 118.1 det todelte VFD-kraftforsyningssystemet 500 er kraftregulatoren 314 vist som en del av undervanns-VFD-enheten 508. Eventuelt kan kraftregulatoren 314 være atskilt fra undervanns-VFD-enheten 508.
[0027] Med kraftforsyningssystemet 500 er færre overflatekomponenter nødvendig sammenliknet med et kraftforsyningssystem som har alle transformatorkomponenter og VFD-komponenter på overflaten. Kraftforsyningssystemet 500 kan derfor bli anvendt for å spare plass på et rigg- eller fartøydekk. Videre reduserer eller fjerner kraftforsyningssystemet 500 det ovennevnte problemet med elektriske overtoner gjennom bruk av den todelte VFD'en 406A, 406B i stedet for en VFD på overflaten. Videre unngår kraftforsyningssystemet 500 bruk av en tung (vanskelig å trekke opp) nedtransformator ( f. eks. nedtransformatoren 208) på det fjerne stedet. Videre blir kraft forsynt til verktøy-styringene 116 og verktøyet/verktøyene 118 ved å omlede kraft fra undervanns-VFD-inverteren 406B. Med kraftforsyningssystemet 500 er således behovet for verktøykraft-forsyningen 202 fjernet og det totale antallet kontrollkabelledere er redusert sammenliknet med kraftforsyningssystemene 200 og 400.
[0028] Figur 6 illustrerer et fjernt kraftforsyningssystem 600 med variabel frekvensstyring (VFD) for fjerne verktøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. Som vist i figur 6 omfatter det fjerne VFD-kraftforsyningssystemet 600 en rigg-kraftenhet 204 som leverer kraft ( f. eks. 3-faset vekselstrømskraft ved omtrent 6,6kV og 50-60 Hz) til en fjern VFD 602, som kan være en del av en undervanns-VFD-enhet 608. Den fjerne VFD'en 602 omfatter en likeretterandel eller -del 604, en filter- og likestrømsbussandel eller -del 606 og en inverterandel eller -del 608. Som et eksempel kan likeretterandelen 604 gjøre om 3-faset vekselstrømskraft ved omtrent 6,6kV og 50-60 Hz til likestrømskraft ved omtrent 8-1 OkV. Filter- og likestrømsbussandelen 606 jevner da ut den likerettede spenningen og sender den likerettede/utjevnede spenningen til inverterandelen 608. Til slutt behandler inverterandelen 608 likespenningen mottatt fra filter- og likestrømsbuss-andelen 606 og mater ut variabel 3-faset likestrøm ved omtrent 6,6kV og 0-70 Hz til motoren 106.
[0029] Figur 7 illustrerer et annet fjernt VFD-kraftforsyningssystem 700 for fjerne verk-tøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. Som kan sees i figur 7 er det fjerne VFD-kraftforsyningssystemet 700 det samme som det fjerne VFD-kraftforsyningssystemet 600 bortsett fra at en kraftregulator 714 er koblet til filter- og likestrømsbussandelen 606 av den fjerne VFD'en 602 slik at noe av likestrømskraften som mates ut fra likeretteren 604 blir sendt til kraftregulatoren 714. Den fjerne VFD'en 602 og kraftregulatoren 714 kan være en del av en undervanns-VFD-enhet 708. Utmatingen fra kraftregulatoren 714 ( f. eks. omtrent 400V DC) kan drive verktøystyringene 116 og verktøyet/verktøyene 118. I noen utførelsesformer leverer rigg-kraftenheten 204 i det fjerne VFD-kraftforsyningssystemet 700 mer kraft til den fjerne VFD 602 sammenliknet med det fjerne VFD-kraftforsyningssystemet 600 for å kompensere for kraften som tas ut til kraftregulatoren 714, verktøystyringene 116 og verktøyet/verktøyene 118.
[0030] Figur 8 illustrerer et todelt VFD-kraftforsyningssystem 800 for fjerne verktøy ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. Som vist i figur 8 omfatter det todelte VFD-kraftforsyningssystemet 800 en todelt VFD med deler 802A og 802B. VFD-delen 802A svarer til en overflateenhet som omfatter likeretterandelen 604 og filter- og likestrøms-bussandelen 606. VFD-delen 802B omfatter inverteren 608. VFD-delen 802B og kraftregulatoren 714 kan være en del av en undervanns-VFD-enhet 808 som driver motoren 106, verktøystyringene 116 og verktøyet/verktøyene 118.
[0031] Som et eksempel kan rigg-kraftenheten 204 levere 3-faset vekselstrøm ved omtrent 6,6kV og 50-60 Hz) til VFD-delen 802A, hvor likeretterandelen 604 likeretter det mottatte vekselstrømssignalet og filter- og likestrømsbussandelen 606 jevner ut like-retterutmatingen. Utmatingen fra filter- og likestrømsbussandelen 606 blir sendt til den fjerne VFD-delen 802B, hvor inverteren 608 leverer variabel vekselstrømskraft ( f. eks. 3-faset vekselstrøm ved omtrent 6,6kV og 0-70 Hz) til motoren 106.1 samsvar med noen utførelsesformer vil det forstås at likestrømsbussen i filter- og likestrømsbussandelen 606 går til den fjerne inverteren 608. Som vist er kraftregulatoren 714 koblet til like-strømsbussen slik at noe av likestrømskraften som mates ut fra VFD-delen 802A blir sendt til kraftregulatoren 714. Utmatingen fra kraftregulatoren 714 ( f. eks. omtrent 400V DC) kan drive verktøystyringene 116 og verktøyet/verktøyene 118.1 noen utførelses-former er rigg-kraftenheten 204 for det fjerne VFD-kraftforsyningssystemet 800 innrettet for å levere mer kraft sammenliknet med det fjerne VFD-kraftforsyningssystemet 600 for å kompensere for kraften som tas ut til kraftregulatoren 714, verktøystyringene 116 og verktøyet/verktøyene 118.
[0032] Figur 9 illustrerer en fremgangsmåte 900 ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. Som vist omfatter fremgangsmåten 900 å likerette, med en VFD-likeretter, veksel-strømskraft fra en vekselstrømsforsyning (trinn 902). I trinn 904 omfatter fremgangsmåten 900 å filtrere, med et VFD-filter, utmatingen fra VFD-likeretteren. Utmatingen fra VFD-filteret blir så sendt, av en VFD-likestrømsbuss, til en VFD-inverter (trinn 906). Til slutt blir i trinn 908 en vekselstrømsutmating levert, av VFD-inverteren, for å drive et verktøy (f.eks. motoren 106), hvor verktøyet er fjernt fra vekselstrømsforsyningen og VFD-inverteren befinner seg ved verktøyet. For eksempel kan vekselstrømsforsyningen beifinne seg på en rigg eller et fartøy på havoverflaten, mens verktøyet og VFD-inverteren kan befinne seg på havbunnen. I noen utførelsesformer er VFD-inverteren atskilt fra VFD-likeretteren og VFD-filteret ( f. eks. kan VFD-likeretteren og VFD-filteret være plassert ved vekselstrømsforsyningen på riggen eller fartøyet på havoverflaten). I alternative utførelsesformer er alle VFD-komponentene plassert ved det fjerne verk-tøyet. I hvert fall i noen utførelsesformer omfatter fremgangsmåten 900 i tillegg å omlede noe av utmatingen fra VFD-filteret til en kraftregulator, i det utmatingen fra kraftregulatoren driver et andre verktøy ( f. eks. verktøystyringer 116 og/eller verktøy 118).
[0033] Beskrivelsen over er ment som en illustrasjon av prinsippene i og forskjellige utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse. En rekke variasjoner og modifikasjoner vil sees av fagmannen når beskrivelsen over er fullt forstått. Det er meningen at de følgende kravene skal forstås å favne om alle slike variasjoner og modifikasjoner.
Claims (20)
1. System, omfattende: et første fjernt verktøy; og et variabelt frekvensdrev (VFD) koblet til det første fjerne verktøyet, der utmatingen fra VFD'en driver det første fjerne verktøyet, og der i hvert fall del av VFD'en befinner seg ved det første fjerne verktøyet.
2. System ifølge krav 1, videre omfattende en verktøykraftomformer fjernt fra det første fjerne verktøyet, der verktøykraftomformeren gjør om vekselstrømskraft til likestrømskraft for overføring til en kraftregulator og verktøystyringer lokalt ved et andre fjernt verktøy.
3. System ifølge krav 1, videre omfattende en opptransformator og en nedtransformator fjernt fra det første fjerne verktøyet, der opptransformatoren mottar vekselstrømskraft, nedtransformatoren mottar utmatingen fra opptransformatoren, og VFD'en mottar utmatingen fra nedtransformatoren.
4. System ifølge krav 1, der vekselstrømskraft fra VFD'en driver det første fjerne verktøyet, og der likestrømskraft, trukket fra VFD'en, driver et andre fjernt verktøy.
5. System ifølge krav 4, der likestrømskraften, trukket fra VFD'en, blir levert til en kraftregulator og verktøystyringer i tilknytning til det andre fjerne verktøyet.
6. System ifølge krav 2, der VFD'en omfatter en todelt VFD med en første del fjernt fra det første fjerne verktøyet og en andre del lokalt ved det første fjerne verktøyet.
7. System ifølge krav 6, der den første delen omfatter en likeretterandel og en filter- og likestrømsbussandel, og der den andre delen omfatter en inverterandel.
8. System ifølge krav 1, der VFD'en omfatter en todelt VFD med en likeretterandel og en filter- og likestrømsbussandel fjernt fra det første fjerne verktøyet og en inverterandel lokalt ved det første verktøyet, og der utmatingen fra filter- og likestrømsbuss-andelen blir levert til inverterandelen for å drive det første fjerne verktøyet og til en kraftregulator for å drive et andre fjernt verktøy.
9. System ifølge krav 1, videre omfattende en vekselstrømsforsyning som mater ut 3-faset kraft ved omtrent 6-7kV og 50-60 Hz til VFD'en, og der VFD'en mater ut 3-faset kraft ved omtrent 6-7kV og 0-70 Hz.
10. System ifølge krav 8, der det første fjerne verktøyet omfatter en vekselstrøms-drevet motor, og der det andre fjerne verktøyet omfatter en likestrømsdrevet aktuator for et undervannstre.
11. Kraftforsyning med variabel frekvensstyring (VFD), omfattende: en VFD-likeretter som mottar vekselstrømskraft og likeretter den mottatte vekselstrømskraften; et VFD-filter som filtrerer utmatingen fra VFD-likeretteren; og en VFD-inverter som mottar utmatingen fra VFD-filteret og leverer variabel vekselstrømskraft til et første undervannsverktøy, hvor VFD-inverteren befinner seg ved det første undervannsverktøyet.
12. Kraftforsyning med VFD ifølge krav 11, der den mottatte vekselstrømskraften er 3-faset kraft ved omtrent 6-7kV og 50-60 Hz, og der den variable vekselstrømskraften er 3-faset kraft ved omtrent 6-7kV og 0-70 Hz.
13. Kraftforsyning med VFD ifølge krav 11, der VFD-filteret befinner seg ved det første verktøyet, og der likestrømskraft blir trukket fra utmatingen fra VFD-filteret for å drive et andre undervannsverktøy.
14. Kraftforsyning med VFD ifølge krav 11, der VFD-likeretteren og VFD-filteret er plassert fjernt fra VFD-inverteren.
15. Kraftforsyning med VFD ifølge krav 14, der noe av utmatingen fra VFD-filteret blir omledet til en kraftregulator som leverer likestrømskraft til et andre fjernt verktøy og verktøystyringer for det andre fjerne verktøyet.
16. Kraftforsyning med VFD ifølge krav 15, der det første fjerne verktøyet omfatter en vekselstrømsdrevet motor, og der det andre fjerne verktøyet omfatter en like-strømsdrevet aktuator for et undervannstre.
17. Fremgangsmåte ved forsyning av kraft, omfattende trinnene med å: likerette, med en VFD-likeretter, vekselstrømskraft; filtrere, med et VFD-filter, utmatingen fra VFD-likeretteren; sende, over en VFD-likestømsbuss, utmatingen fra VFD-filteret til en VFD-inverter; og levere, med VFD-inverteren, en vekselstrømsutmating for å drive et første verktøy, der det første verktøyet er fjernt, og der VFD-inverteren befinner seg ved det første verktøyet.
18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, videre omfattende trinnet med å omlede noe av utmatingen fra VFD-filteret til en kraftregulator, der utmatingen fra kraftregulatoren driver et andre verktøy.
19. Fremgangsmåte ifølge krav 17, videre omfattende trinnet med å plassere VFD-likeretteren og VFD-filteret ved det første verktøyet.
20. Fremgangsmåte ifølge krav 17, videre omfattende trinnet med å plassere VFD-likeretteren og VFD-filteret ved en kilde for vekselstrømskraften.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/815,547 US8456116B2 (en) | 2010-06-15 | 2010-06-15 | Power supply system and method with remote variable frequency drive (VFD) |
| PCT/US2011/036840 WO2011159420A2 (en) | 2010-06-15 | 2011-05-17 | Power supply system and method with remote variable frequency drive (vfd) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20121313A1 true NO20121313A1 (no) | 2012-11-29 |
Family
ID=45095693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20121313A NO20121313A1 (no) | 2010-06-15 | 2012-11-08 | Kraftsystem og fremgangsmate med fjern variabel-frekvens-styring (VFD) |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8456116B2 (no) |
| BR (1) | BR112012031885A2 (no) |
| GB (1) | GB2495011B (no) |
| NO (1) | NO20121313A1 (no) |
| SG (1) | SG185501A1 (no) |
| WO (1) | WO2011159420A2 (no) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG173086A1 (en) * | 2009-03-27 | 2011-08-29 | Cameron Int Corp | Dc powered subsea inverter |
| US20130188402A1 (en) * | 2010-09-24 | 2013-07-25 | Ove Boe | Subsea DC Transmission System |
| GB2508991B (en) * | 2011-06-01 | 2016-06-29 | Total Sa | Subsea electrical architectures |
| EP2961021A1 (en) * | 2014-06-27 | 2015-12-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Subsea power distribution system and method |
| US10050575B2 (en) * | 2014-12-18 | 2018-08-14 | Eaton Intelligent Power Limited | Partitioned motor drive apparatus for subsea applications |
| US10065714B2 (en) | 2015-02-25 | 2018-09-04 | Onesubsea Ip Uk Limited | In-situ testing of subsea power components |
| US20160248364A1 (en) * | 2015-02-25 | 2016-08-25 | Onesubsea Ip Uk Limited | Variable speed drive with topside control and subsea switching |
| US10026537B2 (en) | 2015-02-25 | 2018-07-17 | Onesubsea Ip Uk Limited | Fault tolerant subsea transformer |
| US9679693B2 (en) | 2015-02-25 | 2017-06-13 | Onesubsea Ip Uk Limited | Subsea transformer with seawater high resistance ground |
| US9727054B2 (en) | 2015-02-25 | 2017-08-08 | Onesubsea Ip Uk Limited | Impedance measurement behind subsea transformer |
| US9945909B2 (en) | 2015-02-25 | 2018-04-17 | Onesubsea Ip Uk Limited | Monitoring multiple subsea electric motors |
| US20160380560A1 (en) * | 2015-06-29 | 2016-12-29 | General Electric Company | Fluid extraction system having power control sub-system and related methods |
| US9903373B2 (en) * | 2015-11-19 | 2018-02-27 | General Electric Company | Dual motor drive for electric submersible pump systems |
| US10931140B2 (en) * | 2016-05-05 | 2021-02-23 | Onesubsea Ip Uk Limited | Supply of auxiliary power to remote installations |
| US10763736B2 (en) * | 2016-06-24 | 2020-09-01 | Onesubsea Ip Uk Limited | Long distance power transmission with magnetic gearing |
| US11421673B2 (en) | 2016-09-02 | 2022-08-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Hybrid drive systems for well stimulation operations |
| US10263561B2 (en) | 2016-09-30 | 2019-04-16 | General Electric Company | Backspin management for electric submersible pump |
| WO2018089173A1 (en) * | 2016-11-14 | 2018-05-17 | Chevron U.S.A. Inc. | Subsea variable frequency drive and motor assembly |
| WO2018140905A1 (en) | 2017-01-27 | 2018-08-02 | Franklin Electric Co., Inc. | Motor drive system and method |
| US10778124B2 (en) | 2017-02-24 | 2020-09-15 | General Electric Company | Integrated monitoring of an electric motor assembly |
| BR112019023013A2 (pt) | 2017-05-01 | 2020-05-19 | Schlumberger Technology Bv | máquina de sonda de perfuração integrada |
| US11011894B2 (en) * | 2017-05-24 | 2021-05-18 | J. Ray Mcdermott, S.A. | HVDC modular platform design |
| US10256762B2 (en) | 2017-06-27 | 2019-04-09 | General Electric Company | Systems and methods for active damping of a motor |
| WO2019118352A1 (en) | 2017-12-11 | 2019-06-20 | Schlumberger Technology Corporation | Air cooled variable-frequency drive |
| US10355614B1 (en) | 2018-03-28 | 2019-07-16 | Eaton Intelligent Power Limited | Power converter apparatus with serialized drive and diagnostic signaling |
| BR112021006939A2 (pt) | 2018-10-12 | 2021-07-13 | Baker Hughes Holdings Llc | esp duplo com bombas selecionáveis |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5117174A (en) | 1989-10-03 | 1992-05-26 | Westinghouse Electric Corp. | Electric power system with line drop compensation |
| US6531842B2 (en) | 2001-06-25 | 2003-03-11 | Schlumberger Technology Corp. | Sine wave variable speed drive |
| US7202619B1 (en) * | 2005-02-24 | 2007-04-10 | Gary Randolph Fisher | Variable frequency drive for AC synchronous motors with application to pumps |
| US20090160187A1 (en) | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Scholte-Wassink Hartmut | Control system and method for operating a wind farm in a balanced state |
| US8212514B2 (en) | 2008-11-17 | 2012-07-03 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Serial interface motor controller having user configurable communications speeds |
-
2010
- 2010-06-15 US US12/815,547 patent/US8456116B2/en active Active
-
2011
- 2011-05-17 BR BR112012031885A patent/BR112012031885A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2011-05-17 GB GB1219817.2A patent/GB2495011B/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-05-17 SG SG2012082707A patent/SG185501A1/en unknown
- 2011-05-17 WO PCT/US2011/036840 patent/WO2011159420A2/en active Application Filing
-
2012
- 2012-11-08 NO NO20121313A patent/NO20121313A1/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20110304289A1 (en) | 2011-12-15 |
| WO2011159420A2 (en) | 2011-12-22 |
| US8456116B2 (en) | 2013-06-04 |
| BR112012031885A2 (pt) | 2016-11-08 |
| GB2495011B (en) | 2016-06-29 |
| GB2495011A (en) | 2013-03-27 |
| WO2011159420A3 (en) | 2012-04-05 |
| GB201219817D0 (en) | 2012-12-19 |
| SG185501A1 (en) | 2012-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO20121313A1 (no) | Kraftsystem og fremgangsmate med fjern variabel-frekvens-styring (VFD) | |
| AU2011236133B2 (en) | System and method for inductive signal and power transfer from ROV to in riser tools | |
| RU2539046C2 (ru) | Подводный инвертор с питанием на постоянном токе | |
| US8464797B2 (en) | Subsea control module with removable section and method | |
| US10890043B2 (en) | System for remote operation of downhole well equipment | |
| MX2012011657A (es) | Sistema submarino de orientacion y control. | |
| EP2383427A2 (en) | Subsea control module with removable section | |
| US20110266003A1 (en) | Subsea Control Module with Removable Section Having a Flat Connecting Face | |
| US11933129B2 (en) | Electrical drilling and production systems and methods | |
| NO20111721A1 (no) | System og fremgangsmate for katodisk beskyttelse av undersjoisk bronnutstyrsenhet | |
| US20170145773A1 (en) | Closed-Loop Solenoid System | |
| NO343218B1 (no) | Fremgangsmåte for å hente og utplassere undervannsutstyr | |
| US10814948B2 (en) | Electric power generating submarine tool | |
| Wilson | All-electric subsea well brings benefits vs. traditional hydraulic technology | |
| CN112771245A (zh) | 用于对水下装置和线路进行减压的非驻留系统和方法 | |
| SG176387A1 (en) | Extending the life of a compromised umbilical | |
| WO2023083432A1 (en) | System and method for remote operation of well equipment | |
| KR20170032970A (ko) | 호이스팅 윈치가 구비된 해상 부유물의 역학적 에너지 재활용 장치 및 방법 | |
| NO20100516A1 (no) | System og fremgangsmate for a distribuere elektrisk effekt til undersjoiske effektforbrukende innretninger. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: ONESUBSEA IP UK LTD, GB |
|
| FC2A | Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application |