中國儲能網(wǎng)訊：修井機(jī)作為油田核心設(shè)備，目前仍主要依賴柴油機(jī)驅(qū)動。然而，這種動力方式存在能耗高、污染大、噪音大的問題，與“雙碳”目標(biāo)相悖。因此，修井機(jī)的電動化更新升級已成為未來動能轉(zhuǎn)換的主要趨勢。
普通網(wǎng)電修井機(jī)是電動化更新的初步嘗試。以70t網(wǎng)電修井機(jī)為例，其電機(jī)總配套功率為240kW，而井口變壓器一般為50kVA或75kVA，無法滿足功率要求，需要再配置一個200kVA的變壓器。這不僅增加了成本，還帶來了安全風(fēng)險，嚴(yán)重制約了網(wǎng)電修井機(jī)的推廣應(yīng)用。
為解決這一問題，客戶在原有網(wǎng)電修井機(jī)基礎(chǔ)上增加電池儲能裝置，進(jìn)行擴(kuò)容和功率補(bǔ)償。通過合理利用網(wǎng)電與電儲能裝置的互補(bǔ)性，實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立供電、網(wǎng)電供電、聯(lián)合供電等多種工作模式。這不僅提高了供電可靠性，還有效降低了能耗和污染，符合“雙碳”目標(biāo)的要求。
修井機(jī)在進(jìn)行修井作業(yè)時，必須對每根油管進(jìn)行連接或卸載，每個連接或卸載油管的過程形成一個修井作業(yè)循環(huán)周期。這種作業(yè)方式明顯地呈現(xiàn)出間歇式循環(huán)的特點(diǎn)。修井機(jī)的工況主要分為四個部分：起升、卸扣、排管和下放，各工況功率需求曲線如下圖所示：
利用電池功率補(bǔ)償系統(tǒng)為修井機(jī)補(bǔ)償動力，電儲能修井機(jī)采用直流母線電壓控制技術(shù)，與井口變壓器并聯(lián)使用。網(wǎng)電與電池組并聯(lián)形成的能量完全可滿足修井作業(yè)的動力需求，且該修井機(jī)的作業(yè)效率優(yōu)于傳統(tǒng)修井機(jī)。
在起升作業(yè)時，由于需要大功率提升，網(wǎng)電的PCS模塊與電池組的DCDC模塊會同時為變頻電機(jī)供電，確保電機(jī)得到足夠的動力，滿足大功率提升的需求。
卸扣作業(yè)時，所需的供電量相對較小。此時，網(wǎng)電的PCS模塊會獨(dú)立為電機(jī)供電，同時將網(wǎng)電中多余的電能自動通過DCDC模塊為電池組充電。這種智能的電能管理方式確保了電能的充分利用。
在下放作業(yè)時，所需的供電量同樣較小。此時，利用網(wǎng)電中多余的電能，通過PCS模塊和DCDC模塊為電池組充電。此外，下放時產(chǎn)生的勢能使電機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，這部分勢能也可以通過DCDC模塊轉(zhuǎn)化為電池組的電能。
本項(xiàng)目儲能系統(tǒng)容量為60kW/194.5kWh，并配套1臺60kW的PCS模塊和4臺60kW DCDC模塊，云天數(shù)能研發(fā)的PCS、DCDC模塊具備快速響應(yīng)、過載能力強(qiáng)、強(qiáng)電網(wǎng)適應(yīng)性等特點(diǎn)，與匹配高放電倍率電池，最大可實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)2C的放電倍率。修井機(jī)絞車電機(jī)具有啟動電流大、沖擊強(qiáng)等特點(diǎn)，PCS、DCDC模塊的強(qiáng)過載能力使該儲能系統(tǒng)完美匹配現(xiàn)場的應(yīng)用。
