电动储能修井机应用与推广

柴寿春 刘垚

摘 要：目前国内修井机多采用柴油作为动力，在新两法颁布后，柴油修井机的污染排放大，作业噪音高等环保问题更日趋明显，设备的升级要求迫在眉睫。常规电动修井机使用过程中受到井场变压器的容量限制，现有的途径是接入高压电和配置变压器，但因“高压电网作业审批时间长、接电危险、作业范围受限”等因素 ，限制了电动修井机的进一步发展。

关键词：修井机; 电动;储能

电动储能修井机是一种高效、节能、环保型修井设备，适用于油、气、水井的小修作业。采用超级电容作为储能元件，利用修井作业的周期性、间歇性，创新设计观念，通过非起升时间快速充电、起升时快速放电，解决了现有井场电网容量不足的技术难题，在不对现有电网实施仼何改造的前提下，方便地实现"电代油"，既满足了作业效率，又实现了安全作业、节能环保作业。

1.技术研发背景

2017年9月大港油田分公司与渤海装备公司确定《60T电动储能修井机研制与应用》科研合作项目，进行60T电动储能修井机样机研制，解决常规电动修井机受井场配电容量限制问题，实现“以电代油”产品转型和普及，扩大网电修井机应用范围。同时响应了油田对新环境保护法的推行和落实，共同推进油田绿色发展和生态文明建设，降低能源消耗，实现石油装备绿色转型。

2.电动储能修井机技术特点

2.1创新利用超级电容充放电控制和变频调速技术，该产品直接利用抽油机交流电源，采用插接件快速连接，方便地实现了修井作业的“电代油” 。

2.2优化设计上装传动系统，实现了变频电机与上装传动系统的合理匹配。

2.3利用行车底盘发动机动力驱动的备用液气源，在井场意外断电情况下能进行应急处理，提高了作业的安全性。

3.电动储能修井机技术性能参数

4.电动储能修井机整机布局

5. 电动储能修井机动力传动路径

5.1修井作业动力源为变频电机，电机动力输出给变速箱、经角箱、链条箱、绞车，驱动游动系统进行油管起下。

5.2行车动力传动路径，行车动力源为底盘车发动机，发动机动力通过变速箱、分动箱驱动车桥行驶。

6.超级电容储能系统

储能系统由48V 165F超级电容模块，通过串并联形成超级电容储能系统利用修井作业起升下放管柱间隙，实现超级电容快速充放电。

7.应用情况

2018、2019年大港油田公司推广电动储能修井机共计9台，累计施工127口井，平均作业井深1750米，最大负荷400KN，总耗电量123761 KW/h，预估耗油44568升，起下133832根管、杆，平均单井耗电974.50KW/h.

8.经济效益分析

8.1节能效果

电动储能修井机使用过程中，未对节能效果进行第三方检测评估，井下作业公司根据实际耗电量、经验耗油进行了估算，得出127口井作业过程中：

柴油修井机修井作业单根管柱平均耗油量0.29 kg/根，折合标煤0.42 kg。

电动修井机作业单根管柱耗电量0.92kW·h/根，折合标煤0.11kg。

【柴油，折标准煤系数1.4571 公斤标煤/公斤。电力（当量值），折标准煤系数0.1229 公斤标煤/（ kW·h）

采用电动修井机替代柴油修井机，单根管柱可节约0.31kg标煤。

节能率=0.31kg标煤/0.42kg标煤=73.81%。

8.2减排效果

【排放测算方法：按每燃烧一吨标煤排放物测算如下：二氧化碳约2600kg;二氧化硫约24kg;氮氧化物约7kg。使用电动修井机后减排二氧化碳109616kg;减排二氧化硫1012kg;减排氮氧化物295kg。】

9.结束语

60T电动储能修井机可直接接入井场抽油机低压电源，不用接高压电，与其它修井机相比现场适用性增强，安装方便快捷，安全性高。在现有井场电网条件下，整机作业效率高，速度快，在连续提放管柱时，动力足，运行平稳。电动储能修井机以网电清洁能源为动力，修井机工作时，几乎无污染排放，现场试验测量噪音低于85dBA，减排效果明显，促进了清洁生产，可以实现绿色修井作业，值得推广。

參考文献：

[1]丁国栋. 电动储能修井机超级电容配套技术研究[J]. 科技与创新， 2017（7）：2.