复合储能控制系统在钻机制动能量回收中的应用

石油钻机在工作过程中由于制动能量无法回收利用,造成了能量的巨大浪费。采用储能单元可以在电机制动时回收能量,在电机负载增加时作为辅助动力源进行电能补充。然而,这类设备的储能单元易损坏、整体采购成本高,不利于在石油钻井行业推广应用。鉴于此,对钻机原有电控系统进行扩展,加入控制单元和储能单元,提出制动能量回收利用方案和复合储能单元的改良设计,并设计了该系统的控制策略、保护策略和储能单元的模糊控制。通过实际应用证明该系统可以改善电能的质量和降低生产成本,对制动能量的有效回收利用效果明显。最后指出该复合储能控制系统在石油钻井行业的应用前景十分广阔。     

钻井绞车超级电容储能系统仿真研究

石油钻机绞车工作过程中,直流母线电压波动较大,不可避免对钻机微电网产生冲击;且产生的再生能量也只能经制动耗能电阻消耗掉.超级电容的储能特点完美契合了钻井绞车再生能量产生的短时和高循环性,可实现钻井绞车能量回收及再利用.基于此,通过MATLAB/Simu-link对钻井绞车超级电容储能系统试验模型进行建模,采用双向DC-...     

基于飞轮储能的钻机节能减排技术应用研究

飞轮储能是一种适合钻机调峰、势能回收应用的大能量、高功率的先进储能技术;钻机起下钻脉冲功率特性测试提出的储能技术指标要求是:总功率1000kW,总能量36MJ。基于飞轮储能将势能回收利用配合调峰运行的新方案是:起钻过程中,利用回收空游车势能并经过飞轮储能后可提供3s的加速功率550kW;在拆卸钻杆时柴油机功率输入飞轮储能机组储存,提升钻杆时较长时间投放功率。下钻过程中,回收储存钻杆下放势能,用于提升空游车,富于的能量经飞轮储能机组发电供给钻机的电力系统,下钻过程中停运主柴油机。采用飞轮储能调峰运行后,钻机的动力机组可以采用天然气发动机,节能减排的空间和意义更大。     

液压顶驱能量回收系统建模与求解

针对液压驱动顶驱试图利用刹车时的部分能量,提出将液压顶驱制动时的制动能量加以回收利用,从而减少制动能量的部分浪费的构想,从理论的角度建立了能量回收数学模型。采用Matlab编程求解微分方程,得到了流入高压储能器的油液体积与时间的关系曲线、高压储能器压力随时间的变化曲线及主轴转速随时间的变化曲线。结果表明,采用能量回收刹车系统可以在2.56s内刹停,刹车减速过程平稳,进入储能器的油液体积增加平缓,高压储能器达到的最高压力为20.88MPa。     

交流变频电动钻机电控系统的完善

通过对新疆石油管理局在用的ZJ30DBT、ZJ50DB、ZJ70DB交流变频电动钻机在配套和应用中存在的电控系统标准不统一、绞车在大载荷时无法悬停、转盘倒转、控制系统容错冗余性能差、一体化钻井仪表参数滞后需频繁设置修改等问题的分析和研究,对9000m交流变频电动钻机及其它交流变频电动钻机电控系统进行了完善设计。实施了绞车电动机采用带编码器矢量闭环控制系统;转盘采用防倒转控制和取心稳速控制;控制系统采用硬件和软件双冗余;一体化钻井仪表能实时准确显示参数指导司钻操作等完善措施,并提出电控系统成套的硬件和软件标准有待统一,在系统的标准化方面需开展工作的建议。     

一种新型的节能发电机的研发

节能发电机是石油钻机设备中一个常用设备,但目前配置的节能发电机和其控制系统不能动态的调节发电机的电压和频率。为解决这一问题,文章介绍了采用交流励磁双馈发电机理论研发的节能发电机,并对实际应用中需解决的问题进行探讨。同时,对实际应用进行了节能测算,以期做到更大的节能效果。     

加氢裂化工艺节能技术及应用

介绍了加氢裂化先进的工艺节能技术及应用,主要通过能量三环节理论对加氢裂化工艺系统进行工业试验及优化,先从最根本的能量利用环节有效降低工艺总用能,减少外部供入系统的能量,然后又从能量回收利用方面提高能量利用率。实践表明,对加氢裂化工艺进行优化并对过程能量进行回收利用,可有效降低外部供入系统的能量,节约燃料消耗,节能效果显著。     

基于S7-300软冗余的钻机自动送钻控制系统设计

我国首台人工岛7000m深环轨移动模块钻机于2008年2月在冀东南堡油田1号人工岛顺利开钻,该钻机应用的基于S7-300软冗余钻机自动送钻控制系统,现已通过现场验收。该自动送钻系统添加了1套PLC控制系统,系统有手动和自动2种工作模式。自动送钻监控系统主要包括自动送钻恒钻压控制、电子防碰、游车位置精确定位与动态演示、故障识别报警与处理等模块。监控系统采用了基于西门子公司S7-300PLC的软冗余方案,PLC处理器成双使用,当主处理器出现故障时备用的处理器会按照监控程序和数据交换处理程序实现数据同步,完成自动切换。现场应用表明,该系统操作简单,切换方便,提高了钻机控制自动化水平和生产管理水平,确保了钻机的平稳、安全、高效运行。     

深井超深井钻井装备技术现状与发展趋势探讨

为助力我国深层超深层油气资源高效勘探开发,文章分析了深井超深井对钻井装备提出的挑战,论述了美国Nabors、斯伦贝谢和NOV等公司的自动化钻机、管柱自动化装备、储能节能与能源管理系统、司钻集成控制系统、智能决策与支持平台等7类产品的功能、特性;并对国内管柱自动化钻机、一键式人机交互7 000 m自动化钻机、12 000 m特深井自动化钻机、管柱自动化装备、储能节能与能源管理系统、司钻集成控制系统、钻井辅助决策与支持系统等产品发展和应用现状进行了阐述。通过技术对标分析得出：我国石油钻井装备取得了长足的进步,但从工程需求和应用上看还存在许多不足,与国外先进技术相比还有不小差距。建议国内各装备制造厂家顺应国家“碳达峰、碳中和”目标和数字化转型、智能化发展趋势,从参数强化、钻机全面自动化、装备运维数智化、司钻操控值守化和钻井作业绿色化等方面开展关键技术攻关。     

利用大庆－130型钻机的富余功率带动发电机的讨论

从大庆－１３０型钻机功率利用的实际情况出发，讨论了利用钻机在正常钻井过程中的富余功率带动发电机的可能性、实践应用、存在问题以及对钻井过程的影响。     

利用大庆—130型钻机的富余功率带动发电机的讨论

从大庆－１３０型钻机功率利用的实际情况出发，讨论了利用钻机在正常钻井过程中的富余功率带动发电机的可能性、实践应用、存在问题以及对钻井过程的影响。     

石油蜡，见第一就争

人类对能源的需求日益增加,对能源的利用也存在着严重浪费．近年来,相变储能材料（Phase Change MaterialPCM）逐渐成为国内外能源利用和材料科学研究方面的热点。由于物质在相变过程中伴随有大鼙的能量吸收或释放,这部分能量称为相变潜热。利用某些物质在相变过程中的吸热和放热现象可进行热能储存和温度调控,具有热能储存和调控功能的这类物质称为相变储能材料。     

重油催化裂化装置的能耗分析

某公司重油催化裂化装置采用MIP技术改造后能耗下降,其主要原因是由于反应需热减少、输出蒸汽量增加。采用能量转换与传输、工艺利用和能量回收三环节模型对该装置的能量平衡和有效能进行计算,分析装置目前能量利用的合理程度。结果表明,该装置的能量回收环节仍有较大的节能潜力,需进一步提高再生器及烟气能量回收系统的能量利用效率。根据计算和分析结果探讨该装置进一步的节能措施。     

基于变结构与PID控制的盘刹ABS仿真

为了提高修井机液压盘式刹车操纵稳定性,减少对起升系统的冲击载荷,在液压盘式刹车系统中引入ABS控制模式,设计了滑模变结构控制与实时参数整定PID控制相结合的控制方法。利用机械系统动力学仿真软件ADAMS和控制系统仿真软件Simulink构建机电联合仿真模型,并对制动控制系统进行机电联合仿真。仿真结果表明,当系统实施ABS控制策略时,可以降低制动系统的角加速度,从而降低起升系统在制动过程中的动载荷,减小对井架等机械结构的冲击。     

石油钻机动态无功补偿与谐波抑制

针对钻机井场电网的非线性负载谐波使供电质量下降的问题,提出了对钻机变频驱动系统进行谐波抑制和无功补偿.分析系统谐波和无功产生的原因,提出APF+SVC的系统方案.研究过程中开发了混合谐波抑制和无功补偿单元,并在电驱动钻机控制系统实验平台模拟了该单元的运行情况.实验表明:此改方法可有效抑制交流变频系统产生的谐波和补偿系统中的无功功率,具有实际应用价值.     

环保型变频器在石油钻机中的应用

提高石油机械开发与设计的创新理念，将有助于石油机械提高产品的竞争力，扩大市场的占有份额。文章介绍如何将PWM技术引入整流电路中，实现变频器的“绿色环保”化，开发清洁电路的高功率因数变频器在石油钻机中的应用，实现了石油钻机的平稳制动和能量的反馈，具有恒功率宽调速特性，大大简化了钻机的机械结构，达到了节能的目的，有着较大的实用价值。     

最佳钻机电力控制系统——SCR

SCR是为电动钻机传递动力的可控硅控制系统。它将交流发电机发出的电流转换成直流电,为驱动钻机的直流电动机供电。这种型式在六十年代后期开始用于海上钻机,近年来不仅在海上钻机中广泛采用,陆上钻机也开始采用。美国几家钻井公司使用的电动钻机中有75％是SCR电驱动系统。有的还将机械传动钻机改为SCR系统。特别是由于集成电路的应用,使得SCR电驱动系统的控制不     

海洋平台钻机集成监控系统可靠性冗余设计

针对海洋平台钻机司钻房内的控制系统结构庞大、控制方式繁杂、操控不便等问题,提出一种3网4层监控系统的网络架构。针对海洋平台钻机的高可靠性、高可用性和高安全性的要求,提出一种基于西门子S7-400H的动态容错冗余监控系统设计方案。对海洋平台钻机监控系统的各网络层进行冗余设计。基于信息通道结构建立海洋平台钻机监控系统的信息通道结构模型,并进行可靠性分析,结果表明该系统具有较高的可靠性。     

燃气发电余热利用技术应用效果评价

燃气发电机排烟温度较高,一般在430~600℃左右,天然气燃烧产生的能量约有30%随高温烟气排出,为了使天然气发电机余热得到有效的回收利用,提高燃气发电站的自我供应能力、设备利用系数和油田的整体经济效益,吐哈油田公司鄯善采油厂鄯勒工区应用天然气发电余热回收利用技术,对7台燃气发电机进行节能改造,取代现有2台燃气加热炉供暖与伴热.试验结果表明,通过余热利用技术改造,每年降低运行成本71.69万元,节能效果显著,该项技术既环保又节能,具有很好的推广应用前景.     

双总线冗余UPS在石油化工企业中的应用

为了提高石油化工企业仪表及控制系统供电可用性,对目前国内外主流UPS电源的构成、工作原理进行了简述,阐明了多机冗余的必要性,并对双机串联冗余、双机并联冗余、双总线冗余三种典型的双机冗余方式进行了综合性能比较,结合石油化工企业仪表及控制系统用电负荷的特点,提出了高可用性双总线冗余接线配置的具体要求,充分论证了双总线冗余UPS供电系统的高可用性。