[독일] 심해 유전 및 가스전 설비에 자가동력공급을 위한 기술
지멘스(Siemens)사는 심해에 위치한 석유 및 가스 추출 설비가 동력을 자급자족할 수 있는 기술을 개발하고 있다. 수심이 수천 미터에 달하는 장소에 설치된 이들 설비들을 수 십년 동안 가동하기 위해서는 무엇보다도 안정적인 운영이 필요하다.
예를 들어, 노르웨이 국영 석유회사인 Statoil은 오는 2020년부터 석유 및 가스 추출 설비를 심해에 건설할 계획을 갖고 있다.
지금까지 심해저용 설비는 비교적 수심이 낮은 장소에만 사용되어 왔다. 이들 시스템 중 펌프에 연결되는 전력 케이블 및 파이프는 부유상태의 플랫폼으로부터 해저까지 길게 늘어뜨린 모습이었다.
이러한 시스템은 원유나 가스 저장소의 원료물질 중 약 40%를 추출할 수 있었다. 그러나 지멘스는 자신들이 개발한 동력을 자급자족할 수 있는 심해저 설비는 수율을 60%까지 개선할 수 있다고 밝혔다.
이들 설비는 원유나 석유를 직접 유정 밖으로 끌어올린 후 지표로 전달하기 전에 압축하도록 되어 있다. 변압기, 주파수 변환장치, 스위치 기어 등과 같이 올바른 전압을 제공하는 설비 전력 공급장치는 바다 밑에 위치해 있다.
이들은 수면 위의 시스템을 이용했을 때 보다 더 펌핑 작업이 가능하도록 충분히 동력을 공급할 수 있다. 따라서 심해저와 수면 사이에 연결된 것은 파이프라인, 전기 및 데이터 케이블뿐이다.
그러나 이 기술의 문제는 심해의 높은 수압이 장기적으로 변압기나 다른 네트워크 장비에 주는 영향에 대한 실험적 데이터가 아직은 없다는 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위해 노르웨이 트론헤임항(Trondheim) 근처에 위치한 시멘스 연구센터는 압력을 가할 수 있는 체임버(Chamber)에서 안정성 실험을 수행하고 있다.
전력 공급 설비는 몇 개월간 최대 460bars (6,672 psi)의 압력을 견딜 수 있어야 하기 때문에 체임버내에 관련 구성부품들을 집어넣어 심해 전력 네트워크의 신뢰성을 확인하고 있다.
연구진은 각각의 구성요소들을 석유가 들어있는 파이프 내에 집어넣은 후 이들을 압력 체임버 내에 위치시켰다. 완료된 설비에는 일반 공기 대신 오일이 채워질 예정이다.
오일은 공기 대비 고압을 상쇄하고, 더 우수한 냉각 및 전기 절연 특성을 갖고 있어 심해 설비가 보다 간소해질 수 있게 해준다.
그리고 특별한 노화 테스트는 이들 부품이 적어도 20년 동안 지속될 수 있음을 확인할 수 있게 해준다.
이 모든 테스트 및 조사를 통과한 부품만이 전기 네트워크 구성요소에 포함될 수 있다. 지멘스는 이미 토론헤임 지역을 위한 첫 번째 심해 변압기를 제작하였다.
스위치기어 시스템은 올해 연말까지 완료될 예정이다. 그리고 주파수 변화기는 2014년 말까지 제작 완료될 계획이다.
[출처 : KISTI 미리안(http://mirian.kisti.re.kr) 『글로벌동향브리핑(GTB)』2013. 11. 20]
[원문보기]
Siemens developing power technology for deep sea oil and gas facilities
Siemens is developing power technology for deep sea, self-sufficient oil and gas extraction facilities.
Located thousands of meters under water, these factories will need to operate reliably for several decades.
As an example, beginning in 2020, Statoil plans to build oil and gas extraction facilities deep under water.
Subsea facilities are currently only set up in relatively shallow waters. In these systems, power cables and pipes connect pumps that are distributed across the seafloor to a floating platform.
This technology can be used to extract about 40% of a raw material reservoir. However, self-sufficient deep sea factories could increase the rate to 60%, Siemens says.
These factories pump oil or gas directly out of the wells and compress the gas before transporting it to the surface.
The facilities’ power supply units (transformers, frequency converters, and switchgear) are also under water, where they provide the correct voltage.
As a result, they can supply power to more pumps than surface systems.
The only connections between the deep sea and the surface are a pipeline and an electricity and data cable.
However, there is still no empirical data about the high water pressure’s long-term effects on transformers and other network components.
To address this, the Siemens research center near Trondheim is ensuring the reliability of the deep sea power network by putting the components into a pressure chamber, where they have to withstand up to 460 bars (6,672 psi) for several months.
This pressure is equivalent to the pressure found 4,600 meters (15,000 feet) under water.
The researchers put the individual components into oil-filled pipes that are then placed inside the pressure chamber.
The completed facilities will also be filled with oil instead of being installed into conventional air-filled housings.
The oil offsets the high pressure and has better cooling and electrical insulation properties than air, allowing the deep sea facilities to be more compact than would otherwise be the case.
Special aging tests ensure that the parts will last for at least 20 years. Only components that pass all of the tests and the subsequent inspection are installed into the electricity network components.
Siemens has already assembled the first deep sea transformer in Trondheim. A switchgear system will be completed by the end of the year, and a frequency converter is scheduled to be finished by the end of 2014.
|
즐겨찾기 추가 
시작페이지로 설정
