网电储能技术在油田修井作业中的应用分析

张晓璇

（胜利油田设备管理处，山东 东营 257001）

1 油田作业设备现状

胜利油田小修设备主要有履带式机械通井机、40t机械修井机、40t网电修井机及40t液压蓄能修井机4种类型，存在问题如下。

1.1 40t机械修井机、履带式机械通井机

普遍采用柴油机驱动，存在着噪音大、油耗高、尾气排放超标、污染严重等缺点。对SD-13A通井机、XJ-250修井机、XJ-700网电修井机、FRT5340TXJ液压蓄能修井机进行耗能及噪音专业测试结果如表1。

表1 不同类型作业设备能耗及噪音测试统计表

在同种工作量下，网电修井机运行成本约为履带式通井机的30.39%，约为修井机的34.82%。整个作业过程无废气排放，产生的最高噪音仅为传统设备的77.81%。2012年孤岛采油厂开始使用40t网电修井机，截止到2016年2月底，网电类修井机（包含蓄能）累计作业695井次，累计耗电810244.4kW·h，平均单井次耗电1165.8 kW·h，成本仅为755.2元。

1.2 40t网电修井机及液压蓄能修井机

（1）拆接电程序繁琐，作业准备时间长。网电修井机正常作业情况下，所需功率在60～90 kW左右。抽油机电机功率一般为22kW/30kW,因此井场配置抽油机控制柜功率一般在30～50 kW，远远小于网电修井机需求。为此，网电修井机都自备大功率箱变，每次搬家后都需专业高压电工重新连接，需要机关水电部门、水电大队进行审批及手续办理，过程繁琐，此种方法限制了产品的使用范围，增加了修井作业的成本，平均比通井机多0.5～1天开工准备时间。

（2）高压电安全隐患。目前，网电修井机电源都需要6kV电源转换，高压电缆按照国家标准需要深埋或者高架，劳动强度大，存在一定安全风险。

由于井场条件限制，低压电缆最长可达200m，电缆破损系数较高，漏电风险同样存在。

（3）影响同变压器抽油机正常运行。对于一变两井以上的变压器，某一台抽油机进行修井作业时，必须进行变压器断电操作，会影响其它使用同一变压器的抽油机正常运行。

2 网电储能通井机

TJ12DB型履带式网电储能通井机，是胜利油田2015年研发的一种新型网电修井设备。该设备同样采用井场网电作为动力，但与目前在用其它类修井机不同的是TJ12DB型履带式网电储能通井机可以直接与井场控制柜380V电源连接。

2.1 工作原理（见图1）

图1 网电储能通井机工作原理图

现场交流电通过整流以后变为直流电，网电通井机电池并联在直流母线上。在工作过程中，电池作为电源补偿系统，与井口电源并联使用。

当起管柱时，变频电机功率较大，需要供电量较大，此时，网电与动力电池包并联向电控系统供电，满足变频电机大功率提升的用电需求。

当液压钳上卸扣、下管柱时，电机功率较小，需要供电量较小，此时，由控制器进行控制，按照优先原则，网电单独供电，网电多出来的电能还可由电控系统控制自动向动力电池包充电。

2.2 主要参数

主要技术参数如表2。

网电储能通井机主要提升特性参数如表3。

3 主要组成（图2）

TJ12DB型履带式网电储能通井机主要由底盘、变频电机、传动轴、滚筒变速箱、滚筒、滚筒刹车系统、操作室、电池包、电池管理系统、电控系统、液压系统、气路系统等组成。通井机的移运和作业均是通过电驱动。气路、液路系统采用电动动力源，变频调速电机作为动力件，通过电、气的综合控制来实现游钩的起下作业，电控系统采用变频技术，具有完整的保护措施，在各作业工况下对通井机进行保护，作业操作系统采用集中式控制，手柄、按钮式操作，极大降低了工人劳动强度。

表2 网电储能通井机主要技术参数

图2 网电储能通井机示意图

当前正大力开展新能源设备研发推广工作，网电设备成为发展趋势。网电储能通井机进一步优化过后，可根据作业实际情况进行配备，主要用于养殖区、村庄、小井场等复杂区域井的作业修井要求，满足绿色低碳要求。

表3 网电储能通井机提升特性参数