網電儲能技術在油田修井作業中的應用分析

張曉璇

（勝利油田設備管理處，山東 東營 257001）

1 油田作業設備現狀

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網電修井機、FRT5340TXJ液壓蓄能修井機進行耗能及噪音專業測試結果如表1。

表1 不同類型作業設備能耗及噪音測試統計表

在同種工作量下，網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%。整個作業過程無廢氣排放，產生的最高噪音僅為傳統設備的77.81%。2012年孤島采油廠開始使用40t網電修井機，截止到2016年2月底，網電類修井機（包含蓄能）累計作業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網電修井機及液壓蓄能修井機

（1）拆接電程序繁瑣，作業準備時間長。網電修井機正常作業情況下，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，遠遠小于網電修井機需求。為此，網電修井機都自備大功率箱變，每次搬家后都需專業高壓電工重新連接，需要機關水電部門、水電大隊進行審批及手續辦理，過程繁瑣，此種方法限制了產品的使用范圍，增加了修井作業的成本，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，網電修井機電源都需要6kV電源轉換，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 網電儲能通井機

TJ12DB型履帶式網電儲能通井機，是勝利油田2015年研發的一種新型網電修井設備。該設備同樣采用井場網電作為動力，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 網電儲能通井機工作原理圖

現場交流電通過整流以后變為直流電，網電通井機電池并聯在直流母線上。在工作過程中，電池作為電源補償系統，與井口電源并聯使用。

當起管柱時，變頻電機功率較大，需要供電量較大，此時，網電與動力電池包并聯向電控系統供電，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，按照優先原則，網電單獨供電，網電多出來的電能還可由電控系統控制自動向動力電池包充電。

2.2 主要參數

主要技術參數如表2。

網電儲能通井機主要提升特性參數如表3。

3 主要組成（圖2）

TJ12DB型履帶式網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、操作室、電池包、電池管理系統、電控系統、液壓系統、氣路系統等組成。通井機的移運和作業均是通過電驅動。氣路、液路系統采用電動動力源，變頻調速電機作為動力件，通過電、氣的綜合控制來實現游鉤的起下作業，電控系統采用變頻技術，具有完整的保護措施，在各作業工況下對通井機進行保護，作業操作系統采用集中式控制，手柄、按鈕式操作，極大降低了工人勞動強度。

表2 網電儲能通井機主要技術參數

圖2 網電儲能通井機示意圖

當前正大力開展新能源設備研發推廣工作，網電設備成為發展趨勢。網電儲能通井機進一步優化過后，可根據作業實際情況進行配備，主要用于養殖區、村莊、小井場等復雜區域井的作業修井要求，滿足綠色低碳要求。

表3 網電儲能通井機提升特性參數