在日益难以进入的地区寻找新的油气储量是一项重大挑战,因此,对作业设备提出了更高的要求。
总部位于巴黎郊外的Watt & Well公司,十多年来一直服务于全球油气行业以及众多汽车和航空航天客户,并因此建立了良好的声誉。该公司开发创新的动力系统设计,专门针对严苛的作业环境进行优化。其主要市场是生产用于石油钻井平台的高密度电机控制模块。这些模块驱动钻井工具中的旋转伺服电机,实现水平钻井作业,从而进行油井的定位和开采。它们在石油行业的运输设备中也至关重要,为传感器提供牵引力。用于石油
开采的金刚石钻机持续承受着巨大的压力,而配套的电机控制模块必须靠近钻头安装,因此也同样暴露在这些严苛的条件下。温度通常超过 170°C,并经常承受高达 500G 的反复冲击和高达 500Hz 的振动,模块必须能够应对这些挑战。钻孔作业的直径仅为 70 毫米,显然空间非常有限。模块所在的工具表面直径仅为 51 毫米,因此所有集成电子元件都必须尽可能节省空间;换句话说,其印刷电路板必须尽可能小。
位于 Watt & Well 生产和测试中心(马赛附近)的工程设计团队在最近一个项目中,在开始工作时必须仔细考虑所有这些标准。他们的任务是开发一种新型高功率密度电机控制模块。设计所需的所有组件都必须具备高水平的可靠性。紧迫的工期以及对模块价格的合理要求,使得定制解决方案无法实现。因此,他们需要使用能够快速便捷地供应所需特性的现成产品。
这些新型模块尺寸必须为 177mm x 38mm x 7.6mm,并基于最先进的宽带宽半导体技术,且必须能够在不中断的情况下提供 100W 的总输出功率。因此,内置连接器的完整性至关重要。Watt & Well 团队于 2017 年春末启动了该项目。不久之后,在 6 月初,Harwin 加入了团队。
正如Watt & Well公司首席执行官兼联合创始人Benoit Schmitt解释的那样:“这些模块中任何一个出现故障都将造成极其巨大的损失。因此,我们必须采取一切预防措施,确保所有组件都具有最高的可靠性,并且不会造成宝贵钻井时间的损失。我们的客户在钻井作业中每天的运营成本高达数十万美元,在某些情况下甚至超过一百万美元。如果发生故障,可能需要长达两天的时间才能解决问题并恢复钻井作业。这不仅会造成经济损失,还会损害客户的品牌形象。因此,我们对构成电源模块的所有设备都进行了数千小时的严格测试。”
虽然公司联系了多家连接器制造商,但工程团队很快意识到,要满足所有既定要求并非易事,最终他们得出结论,Harwin提供的方案最具性价比。他们研究了Harwin的Datamate、Gecko和M300产品线,以及其他供应商的解决方案。分析之后,测试结果被汇总,最终决定 M300 是最合适的。
久负盛名的M300系列高可靠性连接器专为应对严苛环境而设计,以其紧凑的尺寸和高额定功率而著称。该系列连接器提供单排3触点配置以及双排6触点和10触点配置。它具有宽广的工作温度范围,每个触点可承受10A的电流。其创新的铜铍触点结构(4端子)确保了稳定的电气连接,不受振动或冲击的影响。.
位于马赛的Watt & Well团队对M300样品进行了数周的广泛测试。之所以选择这些3mm间距的连接器,是因为它们在测试中表现优于其他元件。事实上,团队观察到它们的性能甚至超过了数据手册中的规格。它们展现出了最高的可靠性和最佳的绝缘性能。此外,这些元件的间距足够大,能够在不占用电路板太多空间的情况下始终保持连接的完整性。
“M300解决方案的尺寸和可靠性,以及Harwin作为一家信誉卓著的供应商,促使我们做出了这个决定,”Schmitt说道。最终设计共采用了四个M300连接器,每个连接器都带有弹簧触点。螺纹螺柱焊接将它们牢固地连接到印刷电路板上,组成模块的两块相对的电路板紧密贴合,形成一个“三明治”结构。这避免了使用螺钉锁定机构(否则,使用螺钉锁定机构是更明智的选择)。
“从全面的评估阶段、过渡到设计阶段,直至最终的生产阶段,我们的团队都提供了所有必要的技术支持和指导,”哈温法国区域销售总监让-玛丽·法尔盖尔 (Jean-Marie Falguerre) 表示。这些模块的生产始于 2018 年初。迄今为止,已交付约 8,000 个模块,相当于 32,000 个 M300 连接器。该项目的成功促使哈温连接器被应用于其他 Watt & Well 设备的设计中。
