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国内首台纯电动修井机应用成功
http://www.chemequ.cn 2018-11-20 16:04:53 中国化工报

  11月14日,中原油田发布消息称,由该油田主导研发的国内首台一体化纯电动修井机(ZYT5250TXJBEV)近日宣告成功并运行稳定。中国化工报记者了解到,该项目通过了中国石化集团公司科技部组织的科技鉴定,整机获得国家实用新型专利技术授权,填补了国内外空白。

  中原油田设备管理处副处长朱文琪表示,该修井机创新了专用电池、高效动力传动分动、作业提升控制和整车安全控制等4项关键技术,有效解决了传统柴油机修井机存在的噪音大、排放达标困难、运行维护成本高等问题。

  “修井作业工艺是保障油田生产的重要措施,而修井机则是修井作业的关键装备。”朱文琪说,中原油田现有小修作业机120多台,这其中,半数以上是传统柴油机修井机,还有部分网电修井机等,年作业工作量4000余井次。国家节能减排、安全环保法规的实施对修井机在运行效率、节能降耗、安全环保、降本减费等方面提出了更高要求。

  自2016年起,中原油田联合中原特车、一汽解放青岛汽车有限公司、中科院电动汽车研发中心等单位,自主研发一种一体化新能源修井机。

  在研发过程中,科研人员针对直接接入井场网电电源容量不足与修井机快速高效作业之间的矛盾,以及行走与作业交变工况对电池功率、能量管理及充放电控制的特殊要求,开展三电系统及其控制技术攻关。同时,针对传统小修修井机一般不具备辅助刹车功能,存在绞车制动失控风险,且目前纯电驱动的永磁电机及其控制技术没有应用于石油修井机的先例,科研人员积极研发作业提升控制技术,以适应修井作业工况,从而实现势能回收利用,同时对下放过程提供阻尼制动,降低机械刹车失控风险。

  技术人员还通过对修井机的工作模式和技术特性参数研究,综合计算数理分析,研究控制策略,从而实现整车控制系统在石油修井机的应用,并通过研发远程安全监控系统保障修井机安全。

  经过两年努力,国内首台一体化纯电动修井机于5月研制成功。该修井机还通过了国家新能源机动车产品质量监督检验中心定型试验。“一体化新能源纯电动修井机填补了国内外空白,整机技术达到国际领先水平。”中国石化集团公司科技部对该项目的科技鉴定这样认为。

  现场应用试验表明:与传统柴油机修井机相比,新型修井机在保障同等功效前提下,节约燃料费用达70%,噪音降低20分贝以上。与常规网电修井机相比,相同负荷工况的提升速度提高10%,且对电网无冲击,实现了油田油井井口小容量电源(50千瓦左右)驱动大功率作业电机(110千瓦左右),同时实现了作业及行走两大功能电驱一体化。与超级电容修井机对比,储存能量大、具备阻尼安全制动及势能回收利用功能,在节能率和刹车安全性方面优于超级电容修井机。

  值得一提的是,新型修井机的行走和专用作业动力均采用锂电池储能装置作为能量源统一电驱动,实现了真正意义上的零污染、零排放。“可以说,新型修井机既满足了3200米井深、最大提升负荷67.5吨油田修井作业工艺要求,又顺应国家新能源化、电动化汽车发展战略。”朱文琪表示,经中原油田装备检测总站作业现场测试,相对于柴油机驱动的修井机,新能源纯电动修井机节能率在80%以上。

  目前,新能源纯电动修井机的研发已获得“永磁同步电机转子初始位置角获取方法及装置”“电动汽车的互锁型换档装置”“基于ABS系统的辅助坡道起步方法及使用该方法的系统”3项发明专利,同时形成了《新能源修井机检测规范》《ZYT5250TXJBEV纯电动修井机》两项企业标准。

  “新能源纯电动修井机凭借传动结构简单、操控性能优良、维护费用低等优势,在油田绿色转型发展中,将具有广阔的应用前景。下一步,油田将积极推广一体化纯电动修井机的现场应用,不断提高石油设备的自动化、智能化、高效化、绿色化、安全化水平。”朱文琪表示。

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