Ny høyteknologi er på full fart inn i petroleumsbransjen. En magnetisk frekvensomformer som kan regulere trykket i olje- og gassreservoarer på 3000 meters havdyp, er en av nyvinningene.
"PÅ HAVETS BUNN. Espen Haugs (t.v.) og Frank Strand tester Magtechs frekvensomformer. (Foto: Bjarne Røsjø)"
Fremtidens teknologi vil kunne sikre at det blir billigere å hente opp olje- og gassressurser fra store havdyp. Teknologien kan bidra til å øke takten på utvinningen, og det vil bli mulig å hente og transportere olje og gass på steder der det til nå ikke har vært mulig. Men de mange pågående forskningsprosjektene viser også hvilke teknologiske utfordringer petroleumsbransjen står overfor.
Oljeboring på PC
Boresimulatoren DDS (Drops Drilling Simulator) fra bedriften Drops Technology A/S tar utgangspunkt i data som blir samlet inn under boring av de første brønnene i et område. DDS-simulatoren kan også bruke data fra seismiske undersøkelser i det aktuelle området. Kort sagt: Geologisk kunnskap brukes av boreingeniørene.
- Noen bergarter er som tre å bore i, mens andre er som betong. Simulatoren bruker dataene fra én eller flere brønner til å simulere den neste brønnen som skal bores i nærheten, slik at operatørene kan finne den beste veien gjennom de ulike bergartene. Simulatoren gjør det også mulig å prøve seg fram med forskjellige borekroner, forskjellige hastigheter, osv. Dermed blir det mulig å prøvebore flere hundre ganger i datamaskinen, før den virkelige boringen skjer, sier daglig leder Runar Nygård i Drops Technology.
Når oljeselskapene borer etter olje eller gass, koster operasjonen ofte nærmere 1000 kroner i minuttet. - Forsøkene våre tyder på at simuleringsmodellen kan bidra til at de tidsbaserte borekostnadene reduseres med 15-25 prosent, sier Nygård.
På dypt vann
Bedriften Magtech AS utvikler en magnetisk frekvensomformer. Den bygger på elementer fra transduktorteknologien, som har vært sett på som «gammeldags og usexy».
- Nå er den gull verdt igjen. Det handler om å styre energi ved å forandre et magnetfelt, forklarer administrerende direktør Espen Haugs i Magtech.
Utgangspunktet er at oljeselskapene vil utvinne olje og gass fra stadig større havdyp i Nordsjøen, og da vil de bli nødt til å plassere kraftige elektromotorer med en typisk ytelse på 2-3 megawatt (1 MW = 1 million watt) på havbunnen.
- Motorene kan for eksempel brukes i pumper som skal regulere trykket i olje- og gassreservoarene i undergrunnen, også med tanke på rørtransporten til land. Det er snakk om en pumpe med masse muskler, forteller Haugs.
Oljeselskapene ønsker fortrinnsvis å bruke motorer med en levetid på 20-30 år, fordi det er svært kostbart å skifte motorer og motorstyringer på 3000 meters dyp.
- Men hvis pumpene skal brukes til å regulere et trykk, må motorhastigheten kunne varieres, sier Haugs.
Data kommer til kort
- På landjorden kan vi variere motorhastigheten ved å bygge en såkalt svitsj med halvledere som kan skrus av og på i stor hastighet. Men halvledere, som bl.a. finnes i datamaskiner, inneholder silisium og har en stor ulempe: De er produsert under én atmosfæres trykk, og knuser hvis de utsettes for mer enn én atmosfæres trykk, sier Haugs.
På 3000 meters dyp kan halvledere bare brukes hvis de monteres inn i en kapsel med én atmosfæres indre trykk. En typisk «subsea-pumpe» trenger gjerne en frekvensomformer som veier 18 tonn på landjorden. På 3000 meters dyp må omformeren ha en innkapsling med 11 centimeter tykke stålvegger. Dermed får vi en enhet som veier opp til 92 tonn avhengig av aktuell havdybde, sier Haugs, og legger til at det er teknisk mulig å lage en slik omformer.
Men nå har Magtech i stedet klart å bygge en magnetisk ventilsvitsj uten halvledere, med kjerne av jern, viklinger av kobber, og et organisk materiale som isolasjon. Svitsjen kan mates med opptil 33000 volt, og omformer energien til en vekselspenning med variabel frekvens. Innretningen er fylt av olje som holder samme trykk som havvannet utenfor, og dermed er kjøleproblemene løst.
