油田钻机/修井机储能

      钻机是钻井施工的主要装备，其动力通常由柴油机组或天然气发动机组提供，动力机组的输出特性柔性不足，难以适应钻机负载的频繁大幅度波动，动力系统运行功率冗余容量较多。在起钻和下钻工况中长期存在以下问题：①大马拉小车，导致柴油机的燃油经济性非常低；②大马拉重车，频繁的冲击负荷严重影响柴油机的使用寿命。
     微控飞轮储能产品以旋转质量（飞轮）的形式储存能量，并在需要时以电能的方式将能量释放。产品通过使用高速永磁电机、主动磁悬浮轴承等核心技术，可以实现能量的快速存储及释放。在钻机动力系统中引进飞轮储能装置，可以实现设备动力的调峰运行:在低负荷时利用动力机组的冗余出力带动直流调峰电机发电，给飞轮储能电源充电；在尖峰负荷出现时，飞轮储能电源放电，驱动直流调峰电机做电动运行，向动力系统提供充足的补充转矩。调峰运行的动力机组运行平稳，并可减少冗余容量。

     通过在钻机设备中引入飞轮储能系统的优势包括：

Ø  节能减排
经测算，引入飞轮系统后，单台钻机可月节约柴油40吨，节能效果30%以上，同时减少二氧化碳排放40%。

Ø  降低运营成本
在节省柴油用量的同时，也减少了相关物资的运输、存储成本。同时由于飞轮的动力补偿特性，可减少柴油机组的数量。

Ø  提升工作效率
飞轮系统可提升钻机功率，提高工作效率。

Ø  延长柴油机使用寿命
由于冲击负荷的减少，可大大延长柴油机使用寿命。

Ø  降低高功率柴油机使用需求
在引入飞轮储能系统后，可以通过低功率柴油机获得高功率输出，从而降低高功率柴油机的使用需求。

Ø  推进天然气发电机的使用
由于天然气发电机输出功率平稳，难以满足周期性变化的脉冲载荷特征。通过飞轮系统的使用，可推进天然气发电机在油田的使用。

     目前， 国内修井作业设备正朝向油电双驱或纯电驱方向发展，网电修井机具有能耗低、零排放、噪声小、维护成本低等优点，现已成为未来修井机发展的方向。但其仍具有以下缺点：（1）绞车电机功率大于抽油机变压器功率(一般为30或50 kVA)，无法使用井口变压器直接供电。若以高压电网取电， 需电力部门审批，准备工作时间长、效率低；（2）电网停电时，无法进行正常工作和封井作业，存在安全隐患；（3）在刹车和下放作业时浪费大量电能。
     在修井机产品中引入飞轮储能系统，可实现多种性质电源并网供电及电能合理分配， 弥补变压器容量的不足， 解决了小容量井场电源供电条件下使用大功率电机工作的难题。与常规柴油机驱动修井机相比， 储能修井机可节约燃料费用６０％以上， 作业效率提高３０％； 飞轮储能系统能够对绞车电机功率“削峰补谷”， 充放电响应及时， 整机作业效率大幅提升， 节能效果明显。