Die alljährlichen Hurricanes im Golf von Mexiko sind die wohl spektakulärsten, aber bei weitem nicht die einzigen Härtetests, denen Bohrplattformen ausgesetzt sind. Unterschiedlichste Bedingungen sind an verschiedensten Standorten zu meistern. Ob in arktischen Regionen oder in Äquatornähe, extreme klimatische Einflüsse machen die anstrengende und gefährliche Arbeit nicht einfacher. Die dort arbeitenden Crews müssen deshalb härtesten Herausforderungen gewachsen sein, auch was ihre technischen Fertigkeiten angeht. Noch härter sind nur die Anforderungen an das zum Einsatz kommende Material, denn das muss unter den rauen Bedingungen, fernab von Ersatzteilen, viele Jahre fehlerfrei arbeiten. Die Arbeitsabläufe sind präzise vorgegeben. Nach einem gewissen Bohrfortschritt muss das Bohrloch immer wieder stabilisiert und gegenüber der äußeren Formation und den Grundwasserschichten isoliert werden. Hierzu werden so genannte Casing Rohre zusammen geschraubt und in das Bohrloch herabgelassen. Dieser Arbeitsabschnitt ist besonders zeitkritisch, da das Bohrloch zu diesem Zeitpunkt nicht mehr durch die Bohrspülung stabilisiert ist und somit jederzeit zusammenfallen könnte. Anschließend werden diese Rohre dort fest einzementiert. Später werden die eigentlichen Förderrohre zusammengeschraubt und durch die „Schutzrohre“ herabgelassen.
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Zuverlässigkeit, Präzision und Qualität sind bei diesen Verschraubvorgängen die höchsten Gebote. Und dazu sind perfekte Hilfsmittel und erstklassige technische Ausstattung vonnöten. Eine der sensibelsten Aufgaben bildet die Einhaltung des Drehmoments bei der Verschraubung. Der Bediener steht vor einem Steuergehäuse, das ihm über ein Display die exakten Drehmomentwerte sowie die bereits vollzogenen Umdrehungen der Verschraubung graphisch aufzeigt. Das in diesem Gehäuse gekapselte „Joint Analysized Makeup“ System, das so genannte JAMPro, visualisiert und protokolliert diese Werte und ermöglicht dem geschulten Bediener eine eindeutige Aussage über die Gasdichtheit der verschraubten Verbindung zu machen. „Schon kleinste Undichtigkeiten könnten katastrophale Folgen haben, da sich ein kleines Leck im Laufe der Jahre ständig vergrößert und somit immer mehr Gas unkontrolliert entweicht“, erklärt Stefan Heins. „Dieses stellt nicht nur einen wirtschaftlichen Verlust dar, es bedeutet auch ein Sicherheitsrisiko. Deshalb wird das Einhalten der vorgegebenen Daten peinlichst genau und mit höchster Konzentration überwacht.“ Heins muss es wissen, denn er ist Leiter der Elektroproduktion bei der Firma Weatherford Oil Tool in Hannover-Langenhagen. Das große amerikanische Unternehmen, das sich weltweit auf Service im Ölfeld spezialisiert hat, weiß, dass es bei der Arbeit auf Bohrinseln vor allem auf Sicherheit und Zuverlässigkeit bis in die letzte Schraube ankommt. Nicht zuletzt die dramatischen Erfahrungen mit der Gashochdruckstation „Piper Alpha“, die 1988 havarierte, haben zu einer drastischen Verschärfung der Sicherheitsvorschriften geführt. „Man kann nie genau vorhersagen, was alles während einer Bohrung aus einem Bohrloch strömt. Es kann Rohöl sein oder Sauergas oder Ethylen oder aber auch ein Mischung dieser hochentzündlichen Gase“, betont Stefan Heins. „Deswegen steht bei allen von uns verwendeten Werkzeugen, Maschinen und Komponenten die Sicherheit immer an erster Stelle.“
Bohrinseln stellen hohe Atex-Ansprüche
Dass die Qualitätsanforderungen im Atex-Bereich einer Bohrinsel extrem hoch sind, weiß auch Markus Nerge. Der Produktmanager von Bernstein aus Porta Westfalica ist in seinem Unternehmen für die Steuergehäuse und Tragsysteme verantwortlich, die auch auf den Förderplattformen von Shell oder Statoil durch Weatherford zum Einsatz kommen. „Unser Steuergehäuse CC 4000 erfüllt exakt die Anforderungen und den Qualitätsanspruch des Kunden und für diesen sensiblen Einsatzbereich. Dank der guten Wärmeableitung steigt die Innentemperatur des Gehäuses, auch bei Dauereinsatz des JAMPro, nie über 10 Kelvin gegenüber der Außentemperatur – und das alles ohne Lüfter!“ Die CC 4000 Steuergehäuse sind darüber hinaus frontseitig mit einer schlaggeschützten Doppelverglasung ausgestattet und verfügen über eine Folientastatur.
„Neben den guten Wärmeleiteigenschaften ist die Vermeidung von Zündfunken ein weiterer – geradezu überlebenswichtiger – Sicherheitsaspekt. Einige wichtige Steckverbindungen am Gehäuse sind aus Messing, das nicht zu Abreißfunken neigt und auch im Bergbau Verwendung findet. Des Weiteren nutzen wir eigensichere Stromkreise. Das bedeutet: „Die Stromstärke ist so gering, dass die im Fehlerfall freigesetzte Energie so niedrig bleibt, dass ein Zünden der Umgebungsatmosphäre verhindert wird “, verdeutlicht Stefan Heins in den Werkhallen der Firma Weatherford. Hier werden die Bernstein-Gehäuse zu einer Überdruckkapselung rund um die JAMPro-Recheneinheit aufgebaut. Das Steuergehäuse wird vor jedem Einschalten der JAMPro-Recheneinheit mit Luft gespült. Über kleine Röhrchen und Schläuche strömt die Luft in das Gehäuse und reinigt es so von möglichen entzündlichen Gasen. Anschließend reguliert ein Druckwächter, die „Purge Control Unit“, den Überdruck konstant auf 4-5 Millibar. „In diese Gehäuse kann dann kein entzündliches Gas mehr eindringen“, erläutert Stefan Heins. „Sollte der Überdruck doch einmal abfallen, würde das JamPro durch den Druckwächter sofort automatisch abgeschaltet und die Sicherheit bliebe gewährleistet. Hier können wir uns aber auch voll und ganz auf die Bernstein-Gehäuse verlassen.“ Sicherheit und Zuverlässigkeit sind natürlich auch die entscheidenden Leitlinien für Bernstein, wo man schon eine immense Zahl von Steuergehäusen entwickelt hat. „Auf den ersten Blick sehen sie oft – wie auch in dieser Anwendung – aus wie simple Metallkästen, aber sie erfüllen eminent wichtige Funktionen“, erklärt Markus Nerge. „Die Gehäuse kapseln Schalt- und Kontrollelemente entsprechend den spezifischen Kundenanforderungen in mannigfaltiger Art und Weise, erleichtern die Bedienbarkeit und gewährleisten zudem das zuverlässige Arbeiten der Automatisierungskomponenten im Inneren, und das selbst in den rauesten Fertigungsumgebungen. Unsere Steuergehäuse bieten genau jenen Schutz, den die hochwertige und sensitive Elektronik benötigt.“ Herausragend ist auch die gute Wärmeleitfähigkeit der Bernstein-Steuergehäuse. Durch einen speziellen Profilaufbau leiten sie möglichst viel Abwärme der eingebauten elektrischen Bauteile aus der Gehäuseinnenseite ab.
Überhitzung vermeiden
Ob Prozessoren, Spannungswandler oder Displays eingebaut sind, entscheidend ist, jegliche Überhitzung und damit den Ausfall der Steuereinheit mit einem optimalen Abwärmemanagement zu verhindern. Dazu gehört unter anderem ein Profilaufbau ohne Hohlräume sowie ein modulares Gehäusesystem, das sich – flexibel in der Größe – nach der gesamten Wärmeleistung richtet, die von der jeweiligen Installation produziert wird.
Die zukünftige Entwicklung wird nach Auffassung von Bernstein durch einen Trend zu immer flacheren Steuerungen gekennzeichnet sein. Viele Steuerungsbauer gehen bereits dazu über, ihre Standardsteuerungen selbst zu kapseln. Gleichzeitig wird es aber auch immer mehr Kunden geben, die auf ein flexibles Gehäusedesign zurückgreifen werden. Zusätzliche Einbauten, wie Tastelemente, Schalter und Schnittstellen, benötigen Platz und erfordern deshalb eine individuelle Gehäuseanpassung. Bernstein realisiert dieses Anforderungsspektrum über modulare Aluminiumsteuergehäuse, mit deren Hilfe maßgeschneiderte, kostenoptimierte Bediengehäuse realisiert werden. Allerdings: Größere Gehäuse werden trotzdem nicht ganz vom Markt verschwinden, da zum Beispiel Maschinensteuerungen auch in Zukunft einen umfangreichen Einbauraum erfordern werden. Bernstein kann zu den Gehäusen zusätzlich stets auch das jeweils passende Tragsystem mitliefern und bietet mit Bediengehäuse und Tragsystem-Komplettlösungen aus einer Hand an, und das mit mittlerweile mehr als 25jähriger Erfahrung. Die Aspekte Ergonomie und Montagefreundlichkeit und deren unmittelbarer Kundennutzen werden für Bernstein weiterhin eine zentrale Rolle spielen, vor allem die sichere und ermüdungsfreie Bedienung, der problemlose Einbau sowie die einfache Zugänglichkeit aller Schnittstellen und der eingebauten Elektronik. „Unsere Kunden sollen mit unseren Steuergehäusen so wenig Aufwand wie möglich haben und dennoch optimale technische Performance erfahren“, betont Markus Nerge. „Unsere Stärke ist die Möglichkeit, für jeden Kunden individuelle „Maßanzüge“ zu schneidern, und unser modulares System ist genau darauf ausgelegt. Außerdem forcieren wir bei allen unseren Produkten die Reduzierung der Montagezeiten, um unseren Kunden hiermit eine unmittelbare Kostenersparnis offerieren zu können, die über den günstigen Beschaffungspreis noch hinausgeht. Im Bezug auf die Ergonomie wird die einfache und sichere Bedienbarkeit im Vordergrund bleiben. Unsere Implementierungen legen immer sehr großen Wert auf perfekte Zugänglichkeit zu allen eingebauten Komponenten, auf optimierte Eingabemöglichkeiten zum Beispiel durch ergonomisch geneigte Tastaturschubladen, auf integrierte Griffleisten für ein sicheres Handling der Bedieneinheit und natürlich darauf, dass Bedienung und Beobachtung in der optimalen Visualisierungshöhe sichergestellt sind. Der jeweils modulare Aufbau aller Bediengehäuse und die durchdachten, zum Teil höhenverstellbaren, Tragsysteme runden unsere diesbezüglichen Qualitäts-Merkmale ab.“ Auch in Zukunft werden diese Themen das Team der Bernstein-Gehäusetechnik. beschäftigen, das vor kurzem das 500. „JAMPro-Steuergehäuse“ – zum Jubiläum extra ein Goldenes – an Weatherford überreichen konnte. „Uns erfüllt das mit besonderem Stolz, denn es ist eine eindrucksvolle Bestätigung unserer guten, partnerschaftlichen Zusammenarbeit mit Weatherford. Doch es ist auch Ansporn, hart an der kontinuierlichen Weiterentwicklung der bewährten Technik zu arbeiten“, schließt Markus Nerge.
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