الوضع الحالي لاستخدام الطاقة في حقول النفط

ونظرا لبعد مواقع حفر آبار النفط، فإن الهياكل الأساسية لشبكة الطاقة الكهربائية المحلية ضعيفة وكثيرا ما تكون هناك مشكلة عدم كفاية قدرة شبكة الطاقة الكهربائية.وبالإضافة إلى ذلك، هناك حمل اصطدامي على شبكة الطاقة أثناء عملية الحفر.ومن الصعب على شبكة الطاقة المحلية دعم الطلب على الحمل أثناء عملية الحفر، وغالبًا ما تستخدم مولدات الديزل أو مولدات الغاز لإمداد الطاقة المساعدة.

التحديات

1. انخفاض (عدم كفاية) استخدام طاقة الشبكة:

2. وموقع التعدين بعيد، والهياكل الأساسية المحلية للطاقة ضعيفة، وهامش التحويل غير كاف

3. يتغير الحمل بسرعة، وهناك العديد من أحمال التأثير، ومعدات التأثير عالية الطاقة مثل الروافع ومضخات الطين سوف تؤثر على استقرار الجهد.

4. لمولدات الديزل تكاليف طاقة عالية وتكلفة استثمار أولية

5. عند التعامل مع الأحمال الكبيرة، تكون لمولدات الديزل كفاءة تحويل منخفضة ؛

6. التلوث البيئي والتلوث الضوضائي هما خطران

تحليل إمدادات الطاقة في ظروف الحفر

وتشمل المعدات الكهربائية المستخدمة في منصات الحفر: الونش، ومضخات الوحل، والدفع العلوي، والمراقبة الصلبة، والثكنات والمعدات المساعدة، وما إلى ذلك.خط الطاقة عموما 10 كيلو فولت.وتقوم شبكة الطاقة باختيار قدرات مختلفة لمولدات الديزل وفقا لخطة الحفر.وحاليا، يختار 70DB عادة سعات المحولات 4000 كيلو فولت أمبير و 3150 كيلو فولت أمبير، بينما يختار 50DB عادة سعات المحولات 3150 كيلو فولت أمبير و 2500 كيلو فولت أمبير.حاليا، معدات 70DB و 50DB هي الأكثر استخداما.

تغيير الحمولة في ظروف حفر مختلفة

خلال عملية الحفر بأكملها، يختلف عبء الأحمال المختلفة اختلافًا كبيرًا.الحمل الصدمي متواتر جدا أثناء التشغيل والطاقة هي الأعلى خلال مرحلة الحفر.

تتميز بداية الحفر بخصائص تحميل نموذجية، حيث تصل تقلبات التحميل إلى 700 كيلو وات وتنوع منخفض نسبيًا في بدء الحفر.

وتتشابه ظروف الثقب والسحب، مع تقلبات حمولة منخفضة نسبيًا وأحمال منخفضة إجمالاً.

أساس تصميم حلول نظام تخزين الطاقة：

من خلال الأخذ بعين الاعتبار خصائص الحمل والطاقة القصوى وطاقة بدء تشغيل تخزين الطاقة خلال عملية الحفر بأكملها، يتم حساب الحد الأقصى للطلب على طاقة تخزين الطاقة.بناء على نتائج الحساب، يجب أن تأخذ بعض العوامل في الاعتبار،

مثل كفاءة الشحن والتفريغ، وعمق التفريغ، ومن ثم حساب سعة التكوين الفعلية.

على سبيل المثال: بالنظر إلى خصائص حمل التأثير للرافعات، ومضخات الطين، ومحركات الأقراص العلوية، إلخ، فإن الطاقة التصميمية لتخزين الطاقة هي 1000 كيلو واط.ومع أخذ احتياجات الطوارئ في الاعتبار واستبعاد الحالة التي يكون فيها حمل النظام مرتفعًا جدًا لفترة قصيرة في ظل ظروف عمل خاصة، فإن أقصى طاقة إخراج مصممة لتخزين الطاقة هي 1000 كيلو واط.ويمكن أن يدعم هذا النظام إمداد الطاقة في حالات الطوارئ لمعظم سيناريوهات عمليات عدم الثقب.

الاحتياجات الفعلية من القدرات

من خلال تحليل الرموز المذكورة أعلاه، وجدنا أن الطاقة تكون عالية نسبيا فقط خلال الحفر والتوقف والبدء في الحفر، ويمكن أن تكون الطاقة قريبة من 1600 كيلو واط.طاقة عمل الحفر العادية هي 900 كيلو وات ~1600 كيلو وات.قدرة التحكم في القدرة الابتدائية المصممة لتخزين الطاقة هي 1260 كيلو واط وطاقة التفريغ هي 1200 كيلو واط.عندما تكون الطاقة أقل من 800 كيلوواط، يبدأ تخزين الطاقة في الشحن.أثناء الشحن، يتم التحكم في الطاقة الإجمالية بحيث لا تتجاوز 1200 كيلو واط. وبناء على ذلك، يقدر الحد الأقصى للطلب على تخزين الطاقة بـ 436 كيلوواط ساعة.

كما يحتاج تشغيل نظام تخزين الطاقة إلى النظر بشكل شامل في عوامل مثل كفاءة الشحن والتفريغ، وعمق التفريغ، والتوهين.هذا المشروع يفترض 1C بطاريات، 80 ٪ عمق تفريغ الطاقة الكاملة، و 92 ٪ كفاءة التفريغ.بالنظر إلى أن النظام لا يزال قادرا على تلبية الطلب في نهاية حياته، يتم النظر في إول 70 ٪ هنا.وبناء على العوامل المذكورة أعلاه، فإن السعة الفعلية لنظام تخزين الطاقة لا تقل عن: 436/0.8/0.92/0.7=846 كيلوواط ساعة

في الحسابات المذكورة أعلاه، يتم حساب جميع احتياجات الطاقة وفقا للحد الأقصى للطلب، والحد الأقصى لتجديد الطاقة للمرة الواحدة هو 150 كيلو وات ساعة.في الحالات القصوى، لا يمكن لنظام تخزين الطاقة دعم عمليات الحفر لعدة مرات على التوالي.إذا لم تكن سعة بطارية تخزين الطاقة محملة بشكل زائد أو محملة بشكل زائد قليلاً، فيجب تمديد وقت توقف الحفر.

وبناء على الاختيار، تم تكوين هذا المشروع أخيرا مع 1000W/950KWh نظام تخزين الطاقة

مخطط طوبولوجي لنظام تخزين الطاقة:

مزايا تركيب نظام تخزين الطاقة في المشروع:

1. خفض قدرة شبكة الطاقة الكهربائية ومعدات التوزيع، وتثبيت الفولطية الطرفية، وخفض التكاليف الأساسية،

2. يلبي نظام تخزين الطاقة احتياجات الإمداد بالطاقة في ظل قيود الذروة على الإمداد بالطاقة وظروف الطوارئ القائمة على خفض ذروة الحمل وسد الوديان، ويحسن سلامة التشغيل ؛

3. تقليل تأثير الأحمال المتناوبة الكبيرة على شبكة الطاقة وتقليل متطلبات أداء الوحدة.