網(wǎng)電儲能技術(shù)在油田修井作業(yè)中的應用分析

張曉璇

（勝利油田設備管理處，山東 東營 257001）

1 油田作業(yè)設備現(xiàn)狀

勝利油田小修設備主要有履帶式機械通井機、40t機械修井機、40t網(wǎng)電修井機及40t液壓蓄能修井機4種類型，存在問題如下。

1.1 40t機械修井機、履帶式機械通井機

普遍采用柴油機驅(qū)動，存在著噪音大、油耗高、尾氣排放超標、污染嚴重等缺點。對SD-13A通井機、XJ-250修井機、XJ-700網(wǎng)電修井機、FRT5340TXJ液壓蓄能修井機進行耗能及噪音專業(yè)測試結(jié)果如表1。

表1 不同類型作業(yè)設備能耗及噪音測試統(tǒng)計表

在同種工作量下，網(wǎng)電修井機運行成本約為履帶式通井機的30.39%，約為修井機的34.82%。整個作業(yè)過程無廢氣排放，產(chǎn)生的最高噪音僅為傳統(tǒng)設備的77.81%。2012年孤島采油廠開始使用40t網(wǎng)電修井機，截止到2016年2月底，網(wǎng)電類修井機（包含蓄能）累計作業(yè)695井次，累計耗電810244.4kW·h，平均單井次耗電1165.8 kW·h，成本僅為755.2元。

1.2 40t網(wǎng)電修井機及液壓蓄能修井機

（1）拆接電程序繁瑣，作業(yè)準備時間長。網(wǎng)電修井機正常作業(yè)情況下，所需功率在60～90 kW左右。抽油機電機功率一般為22kW/30kW,因此井場配置抽油機控制柜功率一般在30～50 kW，遠遠小于網(wǎng)電修井機需求。為此，網(wǎng)電修井機都自備大功率箱變，每次搬家后都需專業(yè)高壓電工重新連接，需要機關水電部門、水電大隊進行審批及手續(xù)辦理，過程繁瑣，此種方法限制了產(chǎn)品的使用范圍，增加了修井作業(yè)的成本，平均比通井機多0.5～1天開工準備時間。

（2）高壓電安全隱患。目前，網(wǎng)電修井機電源都需要6kV電源轉(zhuǎn)換，高壓電纜按照國家標準需要深埋或者高架，勞動強度大，存在一定安全風險。

由于井場條件限制，低壓電纜最長可達200m，電纜破損系數(shù)較高，漏電風險同樣存在。

（3）影響同變壓器抽油機正常運行。對于一變兩井以上的變壓器，某一臺抽油機進行修井作業(yè)時，必須進行變壓器斷電操作，會影響其它使用同一變壓器的抽油機正常運行。

2 網(wǎng)電儲能通井機

TJ12DB型履帶式網(wǎng)電儲能通井機，是勝利油田2015年研發(fā)的一種新型網(wǎng)電修井設備。該設備同樣采用井場網(wǎng)電作為動力，但與目前在用其它類修井機不同的是TJ12DB型履帶式網(wǎng)電儲能通井機可以直接與井場控制柜380V電源連接。

2.1 工作原理（見圖1）

圖1 網(wǎng)電儲能通井機工作原理圖

現(xiàn)場交流電通過整流以后變?yōu)橹绷麟?，網(wǎng)電通井機電池并聯(lián)在直流母線上。在工作過程中，電池作為電源補償系統(tǒng)，與井口電源并聯(lián)使用。

當起管柱時，變頻電機功率較大，需要供電量較大，此時，網(wǎng)電與動力電池包并聯(lián)向電控系統(tǒng)供電，滿足變頻電機大功率提升的用電需求。

當液壓鉗上卸扣、下管柱時，電機功率較小，需要供電量較小，此時，由控制器進行控制，按照優(yōu)先原則，網(wǎng)電單獨供電，網(wǎng)電多出來的電能還可由電控系統(tǒng)控制自動向動力電池包充電。

2.2 主要參數(shù)

主要技術(shù)參數(shù)如表2。

網(wǎng)電儲能通井機主要提升特性參數(shù)如表3。

3 主要組成（圖2）

TJ12DB型履帶式網(wǎng)電儲能通井機主要由底盤、變頻電機、傳動軸、滾筒變速箱、滾筒、滾筒剎車系統(tǒng)、操作室、電池包、電池管理系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)等組成。通井機的移運和作業(yè)均是通過電驅(qū)動。氣路、液路系統(tǒng)采用電動動力源，變頻調(diào)速電機作為動力件，通過電、氣的綜合控制來實現(xiàn)游鉤的起下作業(yè)，電控系統(tǒng)采用變頻技術(shù)，具有完整的保護措施，在各作業(yè)工況下對通井機進行保護，作業(yè)操作系統(tǒng)采用集中式控制，手柄、按鈕式操作，極大降低了工人勞動強度。

表2 網(wǎng)電儲能通井機主要技術(shù)參數(shù)

圖2 網(wǎng)電儲能通井機示意圖

當前正大力開展新能源設備研發(fā)推廣工作，網(wǎng)電設備成為發(fā)展趨勢。網(wǎng)電儲能通井機進一步優(yōu)化過后，可根據(jù)作業(yè)實際情況進行配備，主要用于養(yǎng)殖區(qū)、村莊、小井場等復雜區(qū)域井的作業(yè)修井要求，滿足綠色低碳要求。

表3 網(wǎng)電儲能通井機提升特性參數(shù)