11月14日，中原油田發(fā)布消息稱，由該油田主導(dǎo)研發(fā)的國內(nèi)首臺一體化純電動修井機（ZYT5250TXJBEV）近日宣告成功并運行穩(wěn)定。中國化工報記者了解到，該項目通過了中國石化集團公司科技部組織的科技鑒定，整機獲得國家實用新型專利技術(shù)授權(quán)，填補了國內(nèi)外空白。
中原油田設(shè)備管理處副處長朱文琪表示，該修井機創(chuàng)新了專用電池、高效動力傳動分動、作業(yè)提升控制和整車安全控制等4項關(guān)鍵技術(shù)，有效解決了傳統(tǒng)柴油機修井機存在的噪音大、排放達標(biāo)困難、運行維護成本高等問題。
“修井作業(yè)工藝是保障油田生產(chǎn)的重要措施，而修井機則是修井作業(yè)的關(guān)鍵裝備。”朱文琪說，中原油田現(xiàn)有小修作業(yè)機120多臺，這其中，半數(shù)以上是傳統(tǒng)柴油機修井機，還有部分網(wǎng)電修井機等，年作業(yè)工作量4000余井次。國家節(jié)能減排、安全環(huán)保法規(guī)的實施對修井機在運行效率、節(jié)能降耗、安全環(huán)保、降本減費等方面提出了更高要求。
自2016年起，中原油田聯(lián)合中原特車、一汽解放青島汽車有限公司、中科院電動汽車研發(fā)中心等單位，自主研發(fā)一種一體化新能源修井機。
在研發(fā)過程中，科研人員針對直接接入井場網(wǎng)電電源容量不足與修井機快速高效作業(yè)之間的矛盾，以及行走與作業(yè)交變工況對電池功率、能量管理及充放電控制的特殊要求，開展三電系統(tǒng)及其控制技術(shù)攻關(guān)。同時，針對傳統(tǒng)小修修井機一般不具備輔助剎車功能，存在絞車制動失控風(fēng)險，且目前純電驅(qū)動的永磁電機及其控制技術(shù)沒有應(yīng)用于石油修井機的先例，科研人員積極研發(fā)作業(yè)提升控制技術(shù)，以適應(yīng)修井作業(yè)工況，從而實現(xiàn)勢能回收利用，同時對下放過程提供阻尼制動，降低機械剎車失控風(fēng)險。
技術(shù)人員還通過對修井機的工作模式和技術(shù)特性參數(shù)研究，綜合計算數(shù)理分析，研究控制策略，從而實現(xiàn)整車控制系統(tǒng)在石油修井機的應(yīng)用，并通過研發(fā)遠(yuǎn)程安全監(jiān)控系統(tǒng)保障修井機安全。
經(jīng)過兩年努力，國內(nèi)首臺一體化純電動修井機于5月研制成功。該修井機還通過了國家新能源機動車產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心定型試驗。“一體化新能源純電動修井機填補了國內(nèi)外空白，整機技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。”中國石化集團公司科技部對該項目的科技鑒定這樣認(rèn)為。
現(xiàn)場應(yīng)用試驗表明：與傳統(tǒng)柴油機修井機相比，新型修井機在保障同等功效前提下，節(jié)約燃料費用達70%，噪音降低20分貝以上。與常規(guī)網(wǎng)電修井機相比，相同負(fù)荷工況的提升速度提高10%，且對電網(wǎng)無沖擊，實現(xiàn)了油田油井井口小容量電源（50千瓦左右）驅(qū)動大功率作業(yè)電機（110千瓦左右），同時實現(xiàn)了作業(yè)及行走兩大功能電驅(qū)一體化。與超級電容修井機對比，儲存能量大、具備阻尼安全制動及勢能回收利用功能，在節(jié)能率和剎車安全性方面優(yōu)于超級電容修井機。
值得一提的是，新型修井機的行走和專用作業(yè)動力均采用鋰電池儲能裝置作為能量源統(tǒng)一電驅(qū)動，實現(xiàn)了真正意義上的零污染、零排放。“可以說，新型修井機既滿足了3200米井深、最大提升負(fù)荷67.5噸油田修井作業(yè)工藝要求，又順應(yīng)國家新能源化、電動化汽車發(fā)展戰(zhàn)略。” 朱文琪表示，經(jīng)中原油田裝備檢測總站作業(yè)現(xiàn)場測試，相對于柴油機驅(qū)動的修井機，新能源純電動修井機節(jié)能率在80%以上。
目前，新能源純電動修井機的研發(fā)已獲得“永磁同步電機轉(zhuǎn)子初始位置角獲取方法及裝置”“電動汽車的互鎖型換檔裝置”“基于ABS系統(tǒng)的輔助坡道起步方法及使用該方法的系統(tǒng)”3項發(fā)明專利，同時形成了《新能源修井機檢測規(guī)范》《ZYT5250TXJBEV純電動修井機》兩項企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
“新能源純電動修井機憑借傳動結(jié)構(gòu)簡單、操控性能優(yōu)良、維護費用低等優(yōu)勢，在油田綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展中，將具有廣闊的應(yīng)用前景。下一步，油田將積極推廣一體化純電動修井機的現(xiàn)場應(yīng)用，不斷提高石油設(shè)備的自動化、智能化、高效化、綠色化、安全化水平。”朱文琪表示。
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