11月14日，中原油田發(fā)布消息稱，由該油田主導研發(fā)的國內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授權，填補了國內外空白。

  中原油田設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項關鍵技術，有效解決了傳統(tǒng)柴油機修井機存在的噪音大、排放達標困難、運行維護成本高等問題。

  “修井作業(yè)工藝是保障油田生產的重要措施，而修井機則是修井作業(yè)的關鍵裝備。”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)及其控制技術攻關。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險，且目前純電驅動的永磁電機及其控制技術沒有應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，以適應修井作業(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險。

  技術人員還通過對修井機的工作模式和技術特性參數(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)在石油修井機的應用，并通過研發(fā)遠程安全監(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品質量監(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外空白，整機技術達到國際領先水平。”中國石化集團公司科技部對該項目的科技鑒定這樣認為。

  現(xiàn)場應用試驗表明：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、最大提升負荷67.5噸油田修井作業(yè)工藝要求，又順應國家新能源化、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)標準。

  “新能源純電動修井機憑借傳動結構簡單、操控性能優(yōu)良、維護費用低等優(yōu)勢，在油田綠色轉型發(fā)展中，將具有廣闊的應用前景。下一步，油田將積極推廣一體化純電動修井機的現(xiàn)場應用，不斷提高石油設備的自動化、智能化、高效化、綠色化、安全化水平。”朱文琪表示。