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Abilità e tecnologie di trasferimento da petrolio marino e da gas a vento di terra

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Trasferimento di tecnologia in un mondo di cambiamento

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Appena poichè il programma spaziale degli Stati Uniti ci ha dato le tecnologie inizialmente progettate per il viaggio nello spazio che morphed in massa di altre industrie, tale è il caso con il petrolio marino e l'industria del gas. Le tecnologie sviluppate affinchè i grandi impianti di perforazione di gas e del petrolio marino resistano al vento, all'azione dell'onda ed a molti altri tipi di circostanze marine dure sono state utilizzate con successo dall'industria del vento di terra in Europa, Stati Uniti e di là.

Bentley Systems, incorporato, un Exton, a ditta basata a Pensilvania, ha permesso a questi riusciti abilità e trasferimento di tecnologia attraverso i SACCHI, sistema di software disponibile immediatamente di progettazione strutturale.

I SACCHI, l'analisi strutturale offshore ben nota e software di progettazione, sono stati sviluppati in parallelo con il petrolio marino e l'industria del gas nel golfo del Messico quando quel segmento dell'industria è emerso negli anni 70 e si è espanto negli anni 80. Mentre la tecnologia si è evoluta ed i rivestimenti sono diventato più grandi e sono stati disposti in acqua più profonda e più ruvida, i SACCHI si sono sviluppati simultaneamente ed il software continua a evolversi.

La sfida primaria per l'industria del vento di terra sta progettando e strutture edili che possono essere fabbricati facilmente ed installati per tenere l'industria

competitivo con altre forme di produzione di energia. Ci sono lezioni da imparare dalle soluzioni degli acque basse che sono state trovate per l'olio e l'industria del gas

e sono stati nella riuscita operazione per le decadi.

Petrolio marino giù, vento di terra su

Mentre la maggior parte dei analisti industriali acconsentono, mentre l'impianto di terraferma dell'olio e dell'industria del gas sta arrampicandosi ancora grazie alla capacità di ridurre i costi di gestione e di eseguire più efficientemente delle loro controparti offshore, il lato offshore non è stato rapido recuperare. Molti analisti predicono che il petrolio marino ed il gas non possono prendere ancora per un altro anno o due, secondo la stabilità dei prezzi del petrolio.

Questo ristagno di lavoro offshore sta forzando gli appaltatori offshore più innovatori usare le loro abilità altrove ed il vento di terra deve che tipo di innovazione farlo e tenere competitivo.

I paesi europei quali il Regno Unito, la Danimarca, la Germania, il Belgio ed i Paesi Bassi come pure la Cina, hanno usato le abilità sviluppate per petrolio marino e gas e li hanno applicati per avvolgere per diventare i frontrunners nell'industria del vento di terra.

Un simile abilità-trasferimento sta cominciando a definirsi negli Stati Uniti in cui la possibilità di tali aziende agricole nelle acque al largo lungo la costa Est, Hawai, costa ovest superiore ed in misura inferiore, la costa di golfo sta riconoscenda. Come con tutta l'nuova industria, la più grande sfida che affronta l'industria del vento di terra degli Stati Uniti è i costi di infrastruttura di livello in anticipo, molti di cui possono essere incolpati di sulla mancanza di catena di fornitura completa.

Evoluzione continua dei SACCHI

Recentemente, Bentley ha introdotto alcune nuove algoritmi e tecniche per le strutture monopile offshore ed il loro uso in acque più basse, per la dimensione degli elementi tubolari si trasforma in in più grandi, formulazioni differenti più esattamente predice i carichi dell'onda su queste strutture. Bentley inoltre ha considerato il potenziale per i colpi della nave e l'effetto che potrebbe avere sull'integrità strutturale del rivestimento. Le Software Engineei hanno compiuto questa simulando i colpi della nave dagli angoli e dalle velocità differenti e creando gli algoritmi per determinare gli effetti. Successivamente, potevano determinare i punti necessari nella fase di progettazione per eliminare la minaccia da quello scenario specifico.

in Europa, il vento di terra già rappresenta attualmente 10.000 megawatt (10 gigawatts) di potere collegato a griglia, con gli altri più di 4.000 megawatt in costruzione.

Durante i 20 anni che l'Unione Europea sta costruendo le aziende agricole di vento di terra, i costi sono caduto drammaticamente e le stime indicano che l'industria europea del vento sarà da ora al 2020 senza sovvenzione. Infatti, nell'aprile 2017 il regolatore della rete elettrica della Germania ha ricevuto e successivamente ha approvato le offerte per che cosa sarà le prime aziende agricole di vento di terra che non ricevono appoggio del governo; conteranno completamente sui prezzi di mercato.

Le società quale DONG Energy della Danimarca, formato nel 2006 dalla fusione di sei società con le lunghe storie in petrolio e gas, ha condotto la transizione europea ad energia rinnovabile. Nell'ultima decade, l'industria ha trasformato da una delle utilità carbone-più intensive in Europa ad un capo globale nell'energia rinnovabile, specificamente in vento di terra di spiegamento, contribuendo a ridurre le emissioni di carbonio e raccogliere le proprie risorse energetiche di Europa. Nel febbraio 2017, DONG Energy ha annunciato che smetterà di utilizzare il carbone in tutte le sue centrali elettriche da ora al 2023.

Negli Stati Uniti, gli analisti stimano che 30.000 megawatt (30 gigawatts) della capacità del vento di terra potrebbero essere online sul piano nazionale da ora al 2030, con un potenziale totale delle risorse di 4.000 gigawatts (4 milione megawatt). Gli analisti inoltre predicono che al passo corrente, il vento di terra sarà USD le 200 miliardo industrie da ora al 2030, creando oltre 43.000 lavori e riducendo la CO2 vicino oltre 2 milioni di tonnellate.

La maggior parte dei progetti negli Stati Uniti è nelle fasi di progettazione. La maggior parte dei progetti sono situati negli Stati Uniti orientali, con due in acque fuori da Massachusetts/Rhode Island, due dentro

Maryland, quattro New York/New Jersey ed uno ciascuno Florida, la Virginia e nel Delaware.

Il più grande esempio di successo finora nell'industria domestica del vento di terra è il parco eolico dell'isola di blocco, situato fuori dalla costa del Rhode Island ed ad est del punto di Montauk su Long Island, New York.

Il parco eolico dell'isola di blocco è il primo parco eolico commerciale negli Stati Uniti e consiste di cinque strutture, ciascuna che controlla alto 600 piedi. Il parco eolico ha cominciato l'operazione commerciale nel dicembre 2016.

Le soluzioni di ingegneria del gas e del petrolio marino provano importante per vento di terra

Prima di costruzione sull'isola di blocco il parco eolico ha cominciato, gli ingegneri sono stati affrontati alla sfida di progettazione e di sviluppo della struttura che potrebbe resistere alle forti tempeste e a Nor'easters che frequentano l'area di estate e di inverno. Le aziende agricole di vento di mare tradizionali sono ancorate in terra facendo uso di un sistema dei tipo-cavi, delle tipo-ancore e di un fondamento concreto pesante. Ciò è differente che qualche cosa individuato al largo poiché le aziende agricole di vento di mare devono occuparsi soltanto di vento, non le forze costantemente cambianti da azione che dell'onda un'azienda agricola di vento di terra affronterebbe regolarmente. Di conseguenza, gli studi sono stati svolti per determinare la migliore soluzione ai problemi che le turbine offshore potrebbero affrontare nelle condizioni di gestione quotidiane inerenti con i venti di terra e le onde.

Le turbine stesse sono state fabbricate dal vento dell'Alstom (ora vento di GE), ma era i fondamenti che hanno avuto bisogno dell'organizzazione degli studi. Il vento di acqua profonda della società di funzionamento ha scelto all'l'ingegneria trapezoidale basata a Luisiana per fornire una soluzione. La chiave di volta è una ditta di organizzazione premiata che ha sviluppato la struttura avariata interna della guida (IBG), conosciuta più comunemente come «il rivestimento torto.» I primi IBG sono stati usati per sostenere una piattaforma del gas e del petrolio nel golfo del Messico. Ha resistito all'uragano Katrina, uno stato metocean di periodo di 400 anni, senza danno. Di conseguenza, «il rivestimento torto» si è trasformato nel fondamento preferito per due su un Dipartimento per l'energia di tre Stati Uniti i progetti costituiti un fondo per del vento di terra.

SACCHI per vento di terra spiegato

Il generatore eolico dei SACCHI permette che gli utenti esplorino le alternative di progettazione per le strutture sicure e redditizie dell'azienda agricola di vento di terra. Le capacità complete e automatizzate sono usate per determinare la risposta di carico ambientale e meccanico. Gli utenti possono ridurre i rischi con l'analisi integrata per la predizione l'affaticamento e dei carichi estremi per le sottostrutture ed i fondamenti non lineari. Il tempo di esecuzione è

riduttore drammaticamente per il grande numero di simulazioni di storia di tempo richieste per le analisi di forza e di affaticamento con distribuzione attraverso i centri multipli dell'unità di elaborazione. Migliorando il processo di progettazione per le turbine di vento di terra con sia le analisi completamente coppia che disgiunte, gli utenti possono ottimizzare l'interazione fra i fondamenti ed i generatori eolici attraverso l'interfaccia con software aeroelastico di terzi, GH a lame e VELOCEMENTE, per rappresentare l'accoppiamento completo fra l'onda, il vento e dal il caricamento meccanico indotto da vento per un'analisi multimodale di risposta.

L'esperienza della chiave di volta di montaggio, di costruzione e di installazione delle strutture offshore ha dato alla ditta un vantaggio chiave nella fase di progetto della struttura del fondamento del parco eolico dell'isola di blocco fornendo un fuoco sul constructability, sull'efficienza di montaggio e sul tempo di installazione riduttore.

L'individuazione della soluzione accettabile richiederebbe migliaia di simulazioni della prova e quelle simulazioni richiederebbero il software che specificamente è stato progettato per un tal scopo.

Software selezionato trapezoidale dei SACCHI di Bentley Systems, non solo perché le due società hanno avute una lunga storia di lavoro insieme nel petrolio marino e nell'industria del gas, ma anche perché Bentley

era il partner capace con la chiave di volta per sviluppare un prodotto specificamente per l'analisi strutturale del generatore eolico. Bentley inizialmente ha ottenuto implicato nella progettazione dei fondamenti dell'azienda agricola di vento di terra in Cina e successivamente in Europa e quello ha influenzato l'evoluzione della tecnologia che Bentley utilizza attualmente.

Migliaia di simulazioni

Le strutture del fondamento per il parco eolico dell'isola di blocco hanno avute i requisiti specifici ed unici, che hanno compreso potere resistere ad un uragano di categoria 3 e la capacità compensare la situazione complessa di caricamento aerodinamico ed idrodinamico come pure tutti gli errori di controllo della turbina. Per fare questo, i processi di progettazione e l'analisi di ingegneria meticolosi sono stati richiesti. Il fondamento del rivestimento del quattro-mucchio è una metodologia comune quando le piattaforme di petrolio marino di costruzione, ma, oltre alle situazioni normali, queste strutture hanno dovuto essere costruite per accomodare il caricamento e le vibrazioni supplementari dalle turbine di filatura.

Nella tecnologia di trasferimento del rivestimento da petrolio e da gas a vento di terra, c'erano nuovi generi di caricamento, che hanno significato un cambiamento nelle capacità di simulazione come pure nelle analisi.

Il gruppo ha esaminato i carichi differenti che stavano reagendo sul sistema e sulla combinazione di carichi dalla corrente, dalle onde, dal vento e dal carico reale sulla turbina di filatura, che si è combinata per creare tantissimi casi del carico.

Gli ingegneri da Bentley e dalla chiave di volta hanno considerato la direzione differente del vento e delle onde ed hanno evoluto la tecnologia per renderlo più facile programmatico definire le permutazioni differenti che devono essere raggiunte. Questa abilità accelererà drammaticamente il tempo di calcolo.

Il software è una componente critica di progettazione del fondamento dell'azienda agricola di vento di terra per due ragioni: Uno sta ottimizzando la progettazione, rendente lo efficiente come possibile, mentre ancora aderiva al codice; e l'altra è la convalida del concetto finale e della presentazione della documentazione per approvazione.

Facendo uso del software del generatore eolico dei SACCHI di Bentley, la chiave di volta ha eseguito le simulazioni della prova, ripetenti ogni prova con le leggere varianze per assicurarsi che la progettazione finale potrebbe resistere «ad una tempesta 1,000-year.» Gli scenari del carico e le condizioni atmosferiche differenti sono stati simulati ed oltre 10 milione scenari possibili della prova sono stati eseguiti.

Per determinare la struttura finale, gli ingegneri trapezoidali hanno lavorato a cinque, 24 computer del centro che funzionano ventiquattr'ore su ventiquattro per i 10 giorni. Inizialmente hanno condotto quasi 2.500 simulazioni, compreso più di 30 milione del tempo punti e 25 casi del carico, che hanno compreso il funzionamento, la partenza, l'arresto, l'installazione, gli stati della tempesta e la manutenzione generali dell'errore. Facendo uso della loro esperienza dall'olio e dall'industria del gas, gli ingegneri hanno riguardato gli stati della tempesta che hanno incluso le onde fino a 60 piedi e venti dalle otto direzioni differenti alle velocità oltre 125 migli orari. Il software dei SACCHI di Bentley ha permesso che gli ingegneri migliorassero la progettazione e l'analisi all'interno delle simulazioni e minimizzassero la possibilità di tutti gli errori.

Una volta che le simulazioni fossero complete e tutti i dati fossero analizzati dagli ingegneri, costruzione

del rivestimento i fondamenti hanno cominciato alla fine del 2014. Gulf Island Fabrication, Inc., una società con una storia di lavoro con la chiave di volta, è stato scelto per costruire i rivestimenti, le piattaforme ed i mucchi per il progetto, utilizzanti i suoi numerosi anni di esperienza di petrolio marino e di industria del gas. L'isola del golfo specializza le piattaforme in costruzione del petrolio marino e della perforazione e di produzione di gas, compreso il rivestimento e le sezioni della piattaforma delle piattaforme riparate al fondo dell'oceano. Le grate ed i mucchi d'acciaio che sostengono i generatori eolici dell'isola di blocco dividono molte delle stesse caratteristiche delle strutture offshore tradizionali del gas e del petrolio.

I primi rivestimenti sono stati completati nel giugno 2015 ed hanno cominciato il viaggio nel Rhode Island. Il primo «loadout» — il processo delle sezioni commoventi del fondamento da terra su una chiatta del carico — iniziato il venerdì e avvolto in appena due giorni senza un legamento.

La distanza fra l'iarda e le chiatte non era lontana poiché le iarde dell'isola del golfo cavalcano il Manica di navigazione di Houma, un canale artificiale che taglia attraverso il ramo paludoso di fiume della Luisiana e si collega al golfo del Messico. La prima chiatta ha portato due sezioni del rivestimento, una sezione della piattaforma e parecchi mucchi.

Una volta che i rivestimenti lasciassero la funzione dell'isola del golfo, hanno viaggiato del sud circa 30 miglia al golfo del Messico, sud-est continuato intorno a Florida e poi hanno girato il Nord verso l'isola di blocco, un viaggio di circa 1.800 miglia. L'installazione dei fondamenti ha avuto luogo di estate di 2015 e la prima turbina è stata eretta nell'agosto 2016, con l'operazione commerciale che comincia a dicembre di quell'anno.

Le turbine sono state messe ad una prova in vivo nel marzo 2017, quando la tempesta Stella dell'inverno ha colpito l'area, producendo i venti al di sopra di 70 migli orari e causando l'azione estrema dell'onda. Secondo le aspettative, i sistemi della gestione delle risorse hanno funzionato come previsto, con le turbine che interrompono automaticamente quando il vento ha raggiunto 55 migli orari. Una volta che il vento si abbassasse sotto la soglia di taglio, il sistema ha ripreso automaticamente l'operazione senza alcun danno.

«Trasferendo la conoscenza che abbiamo acquisito da olio ed il gas ad energia rinnovabile sta eccitando. Bentley in primo luogo è stato implicato nelle aziende agricole di vento di terra in Cina e successivamente in Europa. Quell'esperienza approfondita ha influenzato l'evoluzione della tecnologia dei SACCHI che usiamo oggi, che hanno provato di grande successo nell'isola di blocco.»

– Phil Christensen

Vicepresidente senior, modellistica analitica

Bentley Systems, inc.

Conoscenza di trasferimento acquisita in O&G per avvolgere

Il riuscito uso del software dei SACCHI di Bentley nel progetto dell'isola di blocco non era una sorpresa. La società precedentemente aveva sviluppato molte capacità differenti del software per petrolio e gas ed i prodotti tradotti senza cuciture a vento di terra.

Oltre al personale degli esperti che già ha avuto per il progetto dell'isola di blocco, Bentley ha impiegato parecchi veterani dell'industria del vento di terra da d'oltremare, dantegi un comitato di esperti totale, molti di chi ha avuto anni di esperienza che lavorano ai simili progetti in Cina ed Europa.

Bentley inoltre partnered con i parecchi l'ingegneria e la costruzione (società di E&C) oltremare, tutte di chi hanno avute estesa esperienza nella progettazione, provando e costruendo i parchi eolici con le simili aspettative del carico.

Il software dei SACCHI ha permesso che gli ingegneri trapezoidali esplorassero le alternative di progettazione per le strutture sicure e redditizie dell'azienda agricola di vento di terra. Le capacità automatizzate lasciano gli ingegneri determinare la risposta di carico ambientale e meccanico come pure ridurre ed eliminare i vari rischi del carico utilizzando la capacità dei SACCHI di condurre e riferire un'analisi integrata che può predire l'affaticamento ed i carichi estremi per le sottostrutture ed i fondamenti non lineari.

Poiché le simulazioni della chiave di volta sono state fatte funzionare su parecchi computer del centro del multiprocessore, gli ingegneri hanno visto una riduzione enorme del tempo di esecuzione richiesto solitamente per il grande numero di simulazioni della storia di tempo per le analisi di forza e di affaticamento.

Attualmente, è possibile raggiungere la maggior riduzione di tempo e le riduzioni dei costi inerenti con la computazione della nuvola. La computazione della nuvola ha sollevato la barra per l'accorciamento del tempo che richiede per il completamento dei calcoli complessi. Bentley ha migrato a usando la nuvola per lasciare i suoi ingegneri ed i programmatori fanno simultaneamente migliaia di calcoli in tempo reale, accelerando il processo e, alla fine, riducente i costi minimizzando il lasso di tempo precedentemente richiesto per gli estesi calcoli.

Un mercato sbocciante

Il successo dell'isola di blocco, accoppiato con molti altri progetti dell'azienda agricola di vento di terra in costruzione o nelle fasi di progettazione, potrebbe servire molto bene da servizio sveglia per le ditte di costruzione e di ingegneria come pure individui nell'olio e nell'industria del gas che c'è qualcos'altro là fuori che potrebbe avere un futuro a lungo termine con un poco la più stabilità.

La maggior parte dei veterani del petrolio marino e dell'industria del gas hanno sopravvissuto il giro delle montagne russe di ultime decadi e quei abbastanza fortunati ancora per dovere nell'affare ora avere un opzione realizzabile per il trasferimento di conoscenza, di esperienza e della tecnologia nell'arena dell'azienda agricola di vento di terra.

Con le società come Bentley e la chiave di volta che conducono il modo come pure meno regolamentazione del governo, il futuro sembra luminoso per le aziende agricole di vento di terra domestiche.

L'esperienza ha guadagnato che non richiede sforzo nell'olio e nell'industria del gas dalle ditte di costruzione e di ingegneria come pure nei fornitori come Bentley Systems, trasferimenti delle soluzioni di software nei nuovi mercati in via di sviluppo quali le aziende agricole di vento di terra. I risultati di questo trasferimento di conoscenza e della tecnologia già sono stati provati nei progetti come l'isola di blocco, in cui il risultato finale era un sistema ancorato del rivestimento che è 15 per cento più leggero di quelli utilizzati nel Mare del Nord; costi dell'installazione che erano sistemi 20 per cento meno convenzionali; e prodotti che possono resistere agli stati duri di un'azienda agricola di vento di terra, tanto come una piattaforma del gas e del petrolio marino. Questa «nuova» industria può fornire un flusso di guadagno supplementare per le società di E&C mentre aspettano il petrolio marino e l'industria del gas per ritornare ai livelli di pre-diminuzione.

Circa Bentley

Bentley Systems è un capo globale dedicato a fornire agli ingegneri, agli architetti, ai professionisti geospatial, ai costruttori ed agli proprietario-operatori le soluzioni di software complete per l'avanzamento la progettazione, la costruzione e delle operazioni dell'infrastruttura.

In offshore, Bentley continua ad essere un fornitore principale di software di progettazione per le strutture offshore più di funzionamento soddisfacente, più sicure e più resilienti di progettazione. La tecnologia innovatrice di Bentley indirizza i driver chiave dei progetti offshore, compreso gestione dei rischi, tempo a primo olio e la globalizzazione. Ingegneri di aiuto del software dei SACCHI, di MOSÈ e del MAXSURF di Bentley sormontare le loro maggior parte delle sfide tecniche difficili fornendo controllo eccellente ed analisi, progettazione e capacità avanzate di simulazione per le piattaforme e le navi offshore.

Insieme soluzioni a software offshore di Bentley, di ProjectWise permettere al personale addetto al programma di lavorare in un ambiente distribuito ed organizzato in modo federativo, assicurando il più ad alto livello di collaborazione fra gli ingegneri di analisi strutturale ed il resto del personale addetto al programma.

Con AssetWise, le applicazioni di Bentley si accertano di un'operazione sicura, affidabile e compiacente. Combinando i modelli dell'infrastruttura 2D/3D e le nuvole intelligenti del punto con la gestione delle prestazioni del bene e di informazione tecnica, Bentley consegna una piattaforma di impresa per dirigere i beni offshore durante il loro intero ciclo di vita. Il flusso di lavoro visivo sostiene sia le operazioni del brownfield che del Greenfield, colmanti la lacuna fra CAPEX e OPEX e permettenti ad una strategia aziendale sostenibile per eccellenza operativa e la sicurezza.

Circa PennWell Corporation

PennWell Corporation è eventi globali, media e società di servizi di vendita che è stata posseduta e diretto stata tramite cinque generazioni della stessa famiglia per più un secolo.

Dal suo fondare nel 1910 con la pubblicazione del giornale del gas & del petrolio, che rimane oggi la risorsa principale per l'olio e l'industria del gas internazionali, PennWell Corporation si è trasformato in in una società alto-differenziata producendo la stampa 150 e riviste e bollettini online, conferenze 25 ed esposizioni intorno al mondo e un'estesa offerta dei libri, delle mappe, dei siti Web, dei prodotti della ricerca, dei media digitali e dei servizi di base di dati.

Fornendo il contenuto di qualità e le soluzioni commercializzanti integrate, PennWell Corporation collega i professionisti attraverso queste industrie: Petrolio & gas, potere, idropotenza e energia rinnovabile, fuoco, servizi medici di emergenza, dentario, optoelettronica & fotonica, LED & illuminazione, aviazione & difesa, cablanti ed a banda larga ed acqua & acqua di scarico.

Le sedi di PennWell Corporation sono a Tulsa, Oklahoma. La società ha uffici importanti dentro

Houston, il Texas; Nashua, New Hampshire; Fairlawn, New Jersey; La Jolla, California e Londra, Regno Unito con i numerosi uffici vendite intorno al mondo.