中原油田致力于绿色钻井技术研究，率先研制开发出国内首台大功率飞轮储能钻机动力调峰装置——

  11月初，文409井顺利完井，这是中原油田首次将飞轮储能钻机调峰装置与天然气发动机配合应用，试验数据表明，钻机抗冲击负载能力大幅度提高，效果显著。

  今年年初以来，中原油田积极开发飞轮储能技术，实现钻机负载的调峰补谷，综合节能约15%。近日，该技术在钻机方面的能量回收利用研究被列入2014年国家科技支撑计划备选项目。

  据悉，将飞轮储能技术应用于石油钻机在国内尚属首例。经过近三年的技术攻关，油田与清华大学联合研制开发了国内首台大功率飞轮储能钻机动力调峰装置，于2012年11月通过钻井现场考核试验。它的出现，对于优化石油钻井动力配置，大规模推广双燃料、天然气发动机，实现低排放清洁生产，降低钻井运行成本，具有革命性意义。

  目前，石油机械钻机通常配置3--4台柴油机。钻井施工中，虽然起下钻所需动力不同，但为了应对瞬时突变负载，发动机不能停止运行，从而导致单机容量配置偏高。在遇到突变负载时，柴油机会出现燃烧不充分冒黑烟情况，其部件会因突变负载的冲击，疲劳损坏加剧，降低设备使用寿命。

  飞轮储能钻机动力调峰装置针对石油钻机大功率冲击负载特点，把发动机空载或低载时的冗余动力通过调峰电机储存在飞轮储能器内，在需要时大功率释放能量，从而平抑负载冲击，实现传动系统动力的柔性输出，改善发动机运行条件，提高运行效率，进而减少运行的发动机数量，降低运行成本。

  在濮深-21井现场试验中，原来需要两台发动机的工况只需1台就能正常运行，起下钻时柴油机不再冒黑烟，轰鸣声也几乎没有了。

  据统计，在油气田勘探开发过程中，钻机的燃料消耗占钻井施工成本的30%--50%。与用天然气相比，柴油作为目前钻机消耗的主要燃料，除不利于清洁生产，价格也居高不下，严重影响了钻井的经济、社会效益。

  2007年，我国首台大功率天然气发动机研制成功。经现场试验，综合排放比用纯柴油大幅下降，可节约燃料成本20%以上。但是，在钻井负载突变过程中，天然气发动机作为动力时会出现动态响应滞后，只能适应负荷相对较小的钻井工况，不适于负荷较重以及起下钻冲击负荷工况，严重制约了其在钻井中的推广使用。

  飞轮储能钻机动力调峰装置因引入储能环节实现了动力的柔性输出，平抑了脉冲负载，大幅度降低钻机传动系统对发动机动态响应的要求，拓宽了天然气发动机在石油机械钻机上的应用空间。             （李 慧  饶志坚）