超级电容器赋能钻井机械,助力实现油气开采绿色高效发展
超级电容器(即双层电容器)是一种新型储能装置,相比采用电化学原理的电池,其充放电过程完全没有涉及到物质的变化,所以其具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点,适合需要通过快速充电/放电循环获得峰值功率的应用场景。超级电容器应用于起下钻作业,可使钻机的基本负荷在几秒钟内增加4倍,实现钻机的瞬时提速,且在起下钻作业中能将钻柱或套管的重力势能回收,使钻井成本进一步降低,开采效率得到提升。
国家油气钻井装备工程技术研究中心提出的储能控制系统采用了超级电容器和蓄电池组进行储能,系统中还包括 PLC、逆变器和制动电阻。采用模糊控制对储能单元进行管理分配,使得电能的峰值得到有效抑制,提高了钻机的可靠性和稳定性。该系统还可以对制动产生的再生能量进行较充分的回收和利用,降低了钻井成本。
超级电容器可有效回收钻具或套管下放时产生的再生制动能量,而且通过储能系统的调节控制,使直流母线电压波动范围变小,电压更加稳定,钻进作业效率更高。从国内市场看,我国是最早成立超级电容产业联盟的国家,也是超级电容器的最大市场,超级电容器应用于油气开采领域发展潜力强劲。但是,超级电容器的能量密度相较电池低,价格却比电池高,因此,在油气开采领域,超级电容器更适合作为能量回收的工具而非储能工具使用。 (来源:石油圈)
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