Décarbonation des opérations de dragage : pompe électrique haute pression pour forage horizontal

Ainsi, en 2022, B&P Electric Motors a fait équipe avec plusieurs partenaires, dont Danfoss Drives, pour développer une unité de pompe haute pression mobile pour le forage horizontal. Aujourd'hui, grâce aux variateurs VACON® NXP Liquid Cooled de Danfoss, cette nouvelle pompe est alimentée par un moteur électrique. Conçue pour résister à des conditions de travail difficiles, elle génère efficacement la pression requise pour acheminer les sédiments dans des tuyaux pouvant atteindre trois kilomètres de long. La pompe haute pression déplace jusqu'à 3 200 litres d'eau par minute à une pression de 70 bars.

Découvrez comment le variateur VACON NXP Liquid Cooled de Danfoss facilite le forage horizontal avec une unité de pompage électrique.

Le forage horizontal nécessite des tuyaux de 3 à 9,5 mètres de long, étendus progressivement jusqu'à une longueur maximale de trois kilomètres. Une tête de forage dirigée, fixée à la tige initiale, ainsi que de la bentonite, facilitent l'évacuation du sable foré par le tuyau.

Lors de ce processus, une unité de pompage assure que les sédiments sont pompés dans les tuyaux de forage et sortent par le trou de forage. Toutefois, déplacer de la terre sur de telles distances nécessite une pompe à très haute pression, et c'est le défi que B&P Electric Motors et ses partenaires ont entrepris de relever.

Auparavant, ces unités de pompage étaient alimentées par un moteur diesel, mais pour s'aligner sur les objectifs environnementaux, il a fallu passer à l'électrique. En outre, les conditions d'excavation difficiles, comprenant notamment sable, boue, pluie, poussière et températures extrêmes, requièrent des machines à la fois résistantes et mobiles.

Pour répondre aux exigences de robustesse, de durabilité et de mobilité, l'équipe de Danfoss Drives a collaboré avec B&P Electric Motors, Van Vulpen et Duim Techniek pour développer une pompe haute pression contenue dans un conteneur, capable de supporter ces contraintes.

Lors de la phase préliminaire du projet, le groupe de développement a pu profiter de l'expertise de Danfoss en matière de variateurs et de moteurs électriques. En commençant par les variateurs VACON NXP, Danfoss, B&P Electric Motors et ses partenaires ont conçu une solution sur mesure pour les pompes de forage horizontal, capable de répondre aux exigences de l'industrie.

Cette nouvelle pompe mobile est équipée de moteurs électriques et de variateurs à refroidissement par liquide de 450 kW, qui lui permettent de déplacer 3 200 litres d'eau par minute à 70 bars. Ce système transporte efficacement les sédiments dans les tuyaux vers le trou de forage. Malgré les conditions difficiles, les variateurs VACON NXP garantissent des performances stables à haute pression.

Avec une capacité de 450 kW et une production de chaleur de 3%, les kilowatts excédentaires doivent être éliminés pour que le système de refroidissement par liquide des variateurs fonctionne correctement. Dupagro et Duim Techniek ont collaboré pour assembler et concevoir un système de réfrigération adapté à l'espace restreint du conteneur, permettant d'éliminer efficacement la chaleur des moteurs et des variateurs pour des performances optimales.

Les variateurs VACON NXP Liquid Cooled sont le nec plus ultra des convertisseurs de fréquence peu encombrants ou des applications dont le refroidissement par air est difficile. Conçus pour les industries lourdes et les environnements de travail exigeants, les contrôleurs assurent des performances exceptionnelles et une fiabilité optimale.

• Le design compact permet de se passer de conduits d'air, ce qui réduit l'espace au sol et les besoins en matière d'infrastructure.
• Economies d'énergie vu qu'il n'est pas nécessaire d'avoir recours à de grands systèmes de climatisation grâce à la dissipation minimale de la perte de chaleur dans l'air.
• Conformité à toutes les normes internationales et aux exigences mondiales applicable, y compris les homologations marines, de sécurité, de la CEM et des harmoniques.
• Fonctionne de façon pratiquement pratiquement silencieuse puisque l'utilisation de grands ventilateurs de refroidissement n'est pas nécessaire.
• Taux d'efficacité de 98%.

Basée sur les variateurs VACON® NXP, cette solution innovante offre plusieurs avantages.
Regorgeant de fonctionnalités, les variateurs entièrement standardisés maximisent l’utilisation de l’espace tout en limitant les coûts globaux sur l’ensemble du cycle de vie et en offrant des niveaux sonores réduits. De plus, grâce à son design compact, la pompe a pu être placée en conteneur, facilitant ainsi ses déplacements, ce qui est particulièrement utile pour les sites sans connexion au réseau électrique.

De plus, la puissance de la pompe permet de réutiliser les matériaux extraits. Après extraction via les tuyaux de forage, les sédiments sont soumis à un processus de récupération, où le sable et les contaminants sont séparés du fluide de forage afin d’être potentiellement réutilisés. Combinée à l’alimentation électrique de l’unité, ce type d’innovation participe activement à la transition écologique de l’industrie.

Enfin, le variateur VACON® NXP intègre une application logicielle, nécessaire ici pour le contrôle de la pompe.
Cette application, couramment utilisée pour la création de réseaux, offre une grande flexibilité ainsi que des capacités de mise en réseau pour les développements futurs, comme la connectivité entre plusieurs conteneurs.

Remco Buskens, de Danfoss Drives, explique :
« Imaginez qu’à l’avenir, plusieurs conteneurs équipés de contrôleurs Danfoss puissent être connectés et que vous puissiez les piloter grâce à cette connexion. Par exemple, avec de grands blocs‑batteries. On peut réutiliser le même matériel, mais avec des logiciels différents. »