A necessidade de encontrar novas reservas em locais cada vez mais difíceis de aceder representa um desafio significativo e, consequentemente, impõe maiores exigências aos equipamentos utilizados nestas operações.
A Watt & Well, com sede nos arredores de Paris, tem servido o setor global de petróleo e gás, bem como diversos clientes dos setores automóvel e aeroespacial, há mais de uma década, construindo uma sólida reputação ao longo dos anos. A empresa desenvolve projetos inovadores de sistemas de energia, otimizados especificamente para instalação em ambientes operacionais severos. Um mercado-chave para a empresa é a produção de módulos de controlo de motores de alta densidade para plataformas de perfuração de petróleo. Estes módulos acionam servomotores rotativos em ferramentas de perfuração e permitem a operação de perfuração lateral, possibilitando a localização e a exploração de poços de petróleo. São também essenciais em equipamentos de transporte para a indústria petrolífera, fornecendo tração para sensores.
As plataformas de perfuração com ponta de diamante utilizadas para a extração de petróleo são constantemente sujeitas a um stress extremo e, como os módulos de controlo de motores que as acompanham devem ser posicionados junto à cabeça de perfuração, também estão expostos a estas condições. As temperaturas ultrapassam frequentemente os 170 °C, e são comuns choques repetidos até 500 G e forças de vibração até 500 Hz, para os quais também devem ser preparados módulos. Com um diâmetro de apenas 70 mm, a perfuração é claramente um ambiente com restrições de espaço significativas. A superfície da ferramenta onde se encontra o módulo tem, na realidade, apenas 51 mm de diâmetro, pelo que toda a eletrónica integrada deve ocupar o menor espaço possível; por outras palavras, a sua placa de circuito impresso deve ser o mais pequena possível.
A equipa de engenharia de projeto atribuída a um projeto recente, localizada no centro de produção e testes da Watt & Well (perto de Marselha), teve de considerar cuidadosamente todos estes critérios ao iniciar o seu trabalho. Eram responsáveis pelo desenvolvimento de um novo módulo de controlo de motores de alta densidade de potência. Todos os componentes necessários para o projeto tinham de oferecer um elevado nível de robustez. O prazo apertado, juntamente com a necessidade de um preço atrativo para o módulo, descartou as soluções personalizadas. Em vez disso, precisavam de utilizar produtos disponíveis no mercado com as características necessárias e que pudessem ser fornecidos de forma rápida e fácil.
Os novos módulos, que deveriam ter dimensões de 177 mm x 38 mm x 7,6 mm e serem baseados em tecnologia de semicondutores de banda larga de última geração, precisavam de ser capazes de fornecer uma potência de saída total de 100 W sem risco de interrupção. Por conseguinte, a integridade dos conectores integrados era essencial. A equipa da Watt & Well começou a trabalhar no projeto no final da primavera de 2017. Pouco depois, no início de junho, Harwin juntou-se à equipa.
Como explica Benoit Schmitt, CEO e cofundador da Watt & Well: “Uma falha num destes módulos seria extremamente dispendiosa. Por este motivo, devem ser tomadas todas as precauções para garantir que todos os componentes oferecem os mais elevados níveis de fiabilidade e que não existe o risco de perda de tempo de perfuração valioso. Os custos operacionais que os nossos clientes enfrentam numa operação de perfuração ascendem a centenas de milhares de dólares por dia e, em alguns casos, podem ultrapassar um milhão. Se ocorrer uma falha, pode demorar até dois dias para a resolver e retomar as operações de perfuração. Isto não só teria consequências financeiras, como também prejudicaria a imagem da marca do cliente.
Embora a empresa tenha contactado vários fabricantes de conectores, cedo se tornou claro para a equipa de engenharia que seria difícil cumprir todos os requisitos estabelecidos e, por fim, concluíram que a Harwin oferecia a melhor proposta de valor. Foram estudadas as linhas de produtos Datamate, Gecko e M300 da Harwin, bem como soluções de outros fornecedores. Após a análise, foram compilados os resultados dos testes e concluiu-se que o M300 era o mais adequado.
A conceituada série M300 de conectores de alta fiabilidade, concebida para as condições mais severas e caracterizada pelo seu tamanho compacto e elevada capacidade de corrente, está disponível em configurações de fila única com 3 contactos e em configurações de fila dupla com 6 e 10 contactos. Oferece uma ampla gama de temperatura e suporta até 10 A de corrente por contacto. A construção inovadora dos seus contactos de cobre-berílio com 4 terminais garante uma ligação elétrica estável, independentemente dos níveis de vibração ou choque.
A equipa da Watt & Well em Marselha submeteu amostras do conector M300 a testes extensivos durante várias semanas. Estes conectores com passo de 3 mm foram selecionados por apresentarem um desempenho superior a outros componentes durante os testes. De facto, a equipa observou que excederam as especificações da folha de dados. Demonstraram o mais alto nível de robustez, bem como o melhor isolamento. Além disso, o passo destes componentes é suficientemente amplo para manter a integridade da ligação em todos os momentos, sem ocupar muito espaço na placa.
"A dimensão e a robustez da solução M300, juntamente com o facto de a Harwin ser um fornecedor de elevada reputação, ajudaram-nos a tomar esta decisão", afirmou Schmitt. O projeto final incorpora um total de quatro conectores M300, cada um com contactos de mola. A soldadura com pinos roscados fixa-os firmemente à placa de circuito impresso, e as duas placas opostas que constituem o módulo são mantidas muito próximas uma da outra, formando um sanduíche. Isto evita a necessidade de um mecanismo de bloqueio por parafuso (que seria recomendável noutras circunstâncias).
“A nossa equipa forneceu todo o apoio técnico e orientação necessários durante a extensa fase de avaliação, na transição para a fase de projeto e, finalmente, na produção”, afirma Jean-Marie Falguerre, Diretor Regional de Vendas da Harwin em França. A produção dos módulos teve início no início de 2018. Até à data, foram entregues aproximadamente 8.000 módulos, o equivalente a um total de 32.000 conectores M300. O sucesso deste projeto levou à utilização dos conectores Harwin no projeto de outros equipamentos da Watt & Well.
Autor: Ben Green, Director de Marketing Harwin,
