Sử dụng giàn khoan ở nơi có điều kiện khắc nghiệt
Bentec được sử dụng để khoan dầu khí trên toàn thế giới, đặc biệt ở những vùng có khí hậu khắc nghiệt. Đây là một thách thức đối với các kỹ sư
Một cơn gió băng giá thổi qua vùng Siberia rộng lớn dường như vô tận. Nhiệt độ dưới 0 hai con số khiến mọi thứ dường như đóng băng và vô hồn. Đó không phải là nơi mà bạn muốn ở bên ngoài lâu hơn mức cần thiết. Cách đó vài nghìn km, trên Bán đảo Ả Rập, thái cực ngược lại chiếm ưu thế. Ở đây, mặt trời chiếu xuống bãi cát sa mạc nóng bỏng; nhiệt độ thường lên tới 40 độ C (104 độ F). Tuy nhiên, chính tại những khu vực này có kho báu khổng lồ nằm im lìm dưới bề mặt trái đất: trữ lượng dầu khí khổng lồ đang chờ được khai thác để đáp ứng nhu cầu năng lượng vô tận của thế giới. Khí hậu không chỉ khắc nghiệt đối với con người; máy móc cũng phải đối phó với các điều kiện môi trường khắc nghiệt. Các giàn khoan được sử dụng để khai thác các tài nguyên này thực sự đã được thử nghiệm trước cả thời tiết và nhiệm vụ phức tạp.
Mọi thành phần đều đóng vai trò quan trọng
Ở nước Đức ôn đới, hay chính xác hơn là ở Bad Bentheim, Lower Saxony, công việc của Christian Klein là đương đầu với những thách thức do những điều kiện khắc nghiệt này đặt ra. Anh làm việc cho Bentec GmbH, một công ty cỡ trung bình chuyên thiết kế và chế tạo các giàn khoan sâu cho các giếng dầu, khí đốt và địa nhiệt. “Giàn khoan của chúng tôi được sử dụng trên khắp thế giới. Về nguyên tắc, bạn sẽ tìm thấy chúng ở mọi vùng khí hậu, nhưng chủ yếu là ở Nga và Trung Đông,” Klein, người chịu trách nhiệm lắp đặt và vận hành các giàn khoan cho biết. Bentec cung cấp cho khách hàng các giàn khoan làm sẵn và khi làm như vậy, Bentec đảm nhiệm tất cả các bộ phận khác của thiết bị khoan, từ tủ điều khiển đến khung thép. Theo Klein: “Chúng tôi phải chắc chắn rằng mọi bộ phận đều có thể chịu được các điều kiện thời tiết khắc nghiệt”. Với giá dầu và khí đốt hiện đang ở mức thấp, khách hàng của công ty phải chịu áp lực chi phí đáng kể. “Mọi trục trặc đều tốn tiền. Với các sản phẩm cải tiến của mình, chúng tôi muốn đảm bảo rằng điều này không bao giờ xảy ra”, Klein nhấn mạnh.
Điều kiện khắc nghiệt đòi hỏi dây cáp chất lượng cao
Giàn khoan Bentec là một vật thể phức tạp. Trung tâm của nó là cần trục với bộ dẫn động phía trên làm quay dây khoan. Các cảm biến khác nhau được lắp vào cuối chuỗi máy khoan này sẽ gửi thông tin quan trọng đến người vận hành tại trung tâm chỉ huy và điều khiển của giàn khoan. Nó cũng bao gồm máy bơm, hệ thống kéo và các bộ phận cơ khí khác, chưa kể đến các cấu trúc thượng tầng đa dạng. Vì tất cả các giếng dầu và khí đốt cuối cùng sẽ cạn kiệt, giàn khoan hoàn chỉnh được thiết kế có khả năng di động để có thể dễ dàng vận chuyển đến địa điểm tiếp theo để tiếp tục làm việc ở đó. Ở các vùng sa mạc, giàn khoan được vận chuyển bằng bánh xe; ở khu vực Bắc Cực, thông qua đường ray.
“Chúng tôi cần số lượng lớn cáp cho hệ thống điều khiển phức tạp. Điều này bắt đầu với nguồn điện trung tâm từ máy phát điện và đi đến vô số hệ thống cáp trong vỏ chứa các tủ điều khiển, giúp điều chỉnh hệ thống điều khiển và phân phối điện,” Klein giải thích.
Một số dây cáp này được đặt ở bên ngoài và do đó tiếp xúc với các tác nhân cả ngày: nắng và bão sa mạc, hoặc băng tuyết. Do đó, chúng không chỉ phải có khả năng đối phó với ứng suất cơ học cao mà còn phải chịu được dải nhiệt độ từ âm 45 đến cộng 80 độ C (-49 đến +176 độ F). Ngoài ra, chúng phải có khả năng chống tia cực tím và dầu. “Chúng tôi luôn dự trữ cáp, vì vậy thời hạn sử dụng lâu dài cũng rất quan trọng. Klein cho biết: Một sợi cáp vốn đã giòn sau sáu tháng sẽ không còn tác dụng gì đối với chúng tôi. Đó là lý do tại sao Bentec đã mua cáp tiêu chuẩn từ HELUKABEL trong nhiều năm. “Chúng tôi biết mình có thể tin cậy vào chất lượng tuyệt vời và dịch vụ tốt.”
>>>Tìm hiểu thêm: Dây cáp điều khiển và cáp tín hiệu của HELUKABEL
Dây cáp phải có khả năng chịu lực lớn
Tuy nhiên, cáp tiêu chuẩn không đủ cho một số ứng dụng trong giàn khoan, chẳng hạn như kỹ thuật khoan. Ở đây, nhu cầu về cáp cấp nguồn và cáp truyền dữ liệu đặc biệt cao. Với lực vượt quá 1.000 mã lực, bộ truyền động phía trên dần dần biến dây khoan xuống đất. Sau này di chuyển lên xuống giàn khoan tới hàng trăm lần một ngày. Trong khi làm như vậy, các dây cáp phải chịu áp lực rất lớn, không chỉ khi quay mà còn mỗi lần chúng được cuộn vào và kéo ra. “Không dễ để có được một sợi cáp có khả năng chịu được những ứng suất như vậy. Đó là lý do tại sao chúng tôi liên hệ với HELUKABEL,” Klein nói
Dây cáp cần có độ phức tạp và công nghệ cao
Khi Hanss Bruss, người quản lý khách hàng chính về cáp tùy chỉnh tại HELUKABEL lần đầu tiên nghe nói về những yêu cầu này, ông biết rằng đây sẽ không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. “Có dòng nước rất lớn chảy ở đây. Riêng dây dẫn duy nhất cho nguồn điện chính có tiết diện 300 milimét vuông (600 kcmil). Trên hết có tới 45 dây cho tín hiệu cảm biến và hệ thống điều khiển. Đồng thời, cáp phải duy trì tính linh hoạt và chịu được chuyển động xoắn.
Tuy nhiên, Bruss và các đồng nghiệp R&D của ông tại nhà máy Windsbach của HELUKABEL không phải bắt đầu lại từ đầu. “Chúng tôi đã có thể thu được nhiều kinh nghiệm từ chuyển động xoắn trong các nhà máy điện gió và liên quan đến ứng suất uốn xen kẽ, chúng tôi có thể rút ra bí quyết chế tạo cần cẩu của mình. Những gì chúng tôi cần làm là đáp ứng cả hai yêu cầu và lựa chọn vật liệu có khả năng chịu được các điều kiện môi trường khắc nghiệt,” Bruss giải thích. Trong quá trình phát triển, các kỹ sư đã chú ý đến từng chi tiết nhỏ nhất. Cách tốt nhất để buộc dây để chúng không bị đứt là gì? Chúng nên được bó lại như thế nào để giữ cho cáp linh hoạt? Chất liệu nào sẽ phù hợp cho vỏ bọc bên ngoài? “Chìa khóa ở đây là sự tương tác giữa tất cả các thành phần. Việc thiết kế bện hỗ trợ đặc biệt khó khăn. Một mặt, nó không được quá dày vì điều này sẽ làm giảm tính linh hoạt của cáp. Mặt khác, nó phải mang lại sự ổn định nhất định,” Bruss giải thích. Sau khi đã xác định được cấu trúc của cáp, nhiều cuộc thử nghiệm vật liệu và ứng suất khác nhau đã diễn ra. Ông nhớ lại: “Trong suốt quá trình phát triển, chúng tôi đã liên lạc rất chặt chẽ với Bentec.
>>>Tìm hiểu thêm: Dây cáp điện HELUKABEL cho ngành dầu khí và hóa chất
