陈 健

(中石化石油工程机械有限公司第四机械厂，湖北 荆州 434024)

基于超级电容储能的钻修机绞车电控系统

陈 健

(中石化石油工程机械有限公司第四机械厂，湖北 荆州 434024)

针对石油钻修机绞车在运行过程中存在的能量浪费问题，设计了一种基于超级电容储能的钻修机绞车电控系统。给出了系统的整体设计方案，并分析了不同工况下能量流动的控制策略。

超级电容储能装置 钻修机绞车 PLC 控制策略

随着国家对节能环保、减排降噪要求的不断提高，出现了由柴油发电机组供电的直流/交流驱动钻修机，取代了传统柴油机作为动力源的钻修机。直流驱动的功率因数太低，系统无功过大，需要配备的柴油发电机组容量也相应很大，运营成本较高。交流驱动具有功率因数高、控制精度高等优点，适合油田作业，因此交流驱动钻修机成为油田钻修作业设备的首选。钻修机绞车的功能是提升和下放管柱或工具。作业过程中，提升和下放作业时间与人工装卸时间之比约为1∶2，意味着柴油发电机组在超过一半的时间是处于空载运行状态的[1]。钻修机无论在作业工况还是非作业工况，柴油发电机组始终消耗柴油进行发电，只是在轻载时消耗的柴油相比重载时少一点。钻修机在工作过程中会将钻具反复进行上提、下放。上提过程中钻机必须做功，将几十或上百吨的钻具提升近30m，而且井越深钻具越重。下降过程则是将上提转化的机械能释放掉，传统做法有两种：一种是为了追求下放速度，采用脱开动力的方式下放，这样负载带动游动系统自由落体，制动回馈能量由刹车制动消耗；……