柴壽春 劉垚

摘 要：目前國內(nèi)修井機多采用柴油作為動力，在新兩法頒布后，柴油修井機的污染排放大，作業(yè)噪音高等環(huán)保問題更日趨明顯，設(shè)備的升級要求迫在眉睫。常規(guī)電動修井機使用過程中受到井場變壓器的容量限制，現(xiàn)有的途徑是接入高壓電和配置變壓器，但因“高壓電網(wǎng)作業(yè)審批時間長、接電危險、作業(yè)范圍受限”等因素 ，限制了電動修井機的進一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：修井機; 電動;儲能

電動儲能修井機是一種高效、節(jié)能、環(huán)保型修井設(shè)備，適用于油、氣、水井的小修作業(yè)。采用超級電容作為儲能元件，利用修井作業(yè)的周期性、間歇性，創(chuàng)新設(shè)計觀念，通過非起升時間快速充電、起升時快速放電，解決了現(xiàn)有井場電網(wǎng)容量不足的技術(shù)難題，在不對現(xiàn)有電網(wǎng)實施仼何改造的前提下，方便地實現(xiàn)"電代油"，既滿足了作業(yè)效率，又實現(xiàn)了安全作業(yè)、節(jié)能環(huán)保作業(yè)。

1.技術(shù)研發(fā)背景

2017年9月大港油田分公司與渤海裝備公司確定《60T電動儲能修井機研制與應(yīng)用》科研合作項目，進行60T電動儲能修井機樣機研制，解決常規(guī)電動修井機受井場配電容量限制問題，實現(xiàn)“以電代油”產(chǎn)品轉(zhuǎn)型和普及，擴大網(wǎng)電修井機應(yīng)用范圍。同時響應(yīng)了油田對新環(huán)境保護法的推行和落實，共同推進油田綠色發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)，降低能源消耗，實現(xiàn)石油裝備綠色轉(zhuǎn)型。

2.電動儲能修井機技術(shù)特點

2.1創(chuàng)新利用超級電容充放電控制和變頻調(diào)速技術(shù)，該產(chǎn)品直接利用抽油機交流電源，采用插接件快速連接，方便地實現(xiàn)了修井作業(yè)的“電代油” 。

2.2優(yōu)化設(shè)計上裝傳動系統(tǒng)，實現(xiàn)了變頻電機與上裝傳動系統(tǒng)的合理匹配。

2.3利用行車底盤發(fā)動機動力驅(qū)動的備用液氣源，在井場意外斷電情況下能進行應(yīng)急處理，提高了作業(yè)的安全性。

3.電動儲能修井機技術(shù)性能參數(shù)

4.電動儲能修井機整機布局

5. 電動儲能修井機動力傳動路徑

5.1修井作業(yè)動力源為變頻電機，電機動力輸出給變速箱、經(jīng)角箱、鏈條箱、絞車，驅(qū)動游動系統(tǒng)進行油管起下。

5.2行車動力傳動路徑，行車動力源為底盤車發(fā)動機，發(fā)動機動力通過變速箱、分動箱驅(qū)動車橋行駛。

6.超級電容儲能系統(tǒng)

儲能系統(tǒng)由48V 165F超級電容模塊，通過串并聯(lián)形成超級電容儲能系統(tǒng)利用修井作業(yè)起升下放管柱間隙，實現(xiàn)超級電容快速充放電。

7.應(yīng)用情況

2018、2019年大港油田公司推廣電動儲能修井機共計9臺，累計施工127口井，平均作業(yè)井深1750米，最大負荷400KN，總耗電量123761 KW/h，預(yù)估耗油44568升，起下133832根管、桿，平均單井耗電974.50KW/h.

8.經(jīng)濟效益分析

8.1節(jié)能效果

電動儲能修井機使用過程中，未對節(jié)能效果進行第三方檢測評估，井下作業(yè)公司根據(jù)實際耗電量、經(jīng)驗耗油進行了估算，得出127口井作業(yè)過程中：

柴油修井機修井作業(yè)單根管柱平均耗油量0.29 kg/根，折合標煤0.42 kg。

電動修井機作業(yè)單根管柱耗電量0.92kW·h/根，折合標煤0.11kg。

【柴油，折標準煤系數(shù)1.4571 公斤標煤/公斤。電力（當量值），折標準煤系數(shù)0.1229 公斤標煤/（ kW·h）

采用電動修井機替代柴油修井機，單根管柱可節(jié)約0.31kg標煤。

節(jié)能率=0.31kg標煤/0.42kg標煤=73.81%。

8.2減排效果

【排放測算方法：按每燃燒一噸標煤排放物測算如下：二氧化碳約2600kg;二氧化硫約24kg;氮氧化物約7kg。使用電動修井機后減排二氧化碳109616kg;減排二氧化硫1012kg;減排氮氧化物295kg?！?/p>

9.結(jié)束語

60T電動儲能修井機可直接接入井場抽油機低壓電源，不用接高壓電，與其它修井機相比現(xiàn)場適用性增強，安裝方便快捷，安全性高。在現(xiàn)有井場電網(wǎng)條件下，整機作業(yè)效率高，速度快，在連續(xù)提放管柱時，動力足，運行平穩(wěn)。電動儲能修井機以網(wǎng)電清潔能源為動力，修井機工作時，幾乎無污染排放，現(xiàn)場試驗測量噪音低于85dBA，減排效果明顯，促進了清潔生產(chǎn)，可以實現(xiàn)綠色修井作業(yè)，值得推廣。

參考文獻：

[1]丁國棟. 電動儲能修井機超級電容配套技術(shù)研究[J]. 科技與創(chuàng)新， 2017（7）：2.