我国首台飞轮储能新型钻机投运

　　中原石油工程联手清华大学填补钻井行业绿色储能空白，
　　节能30%以上，减排40%
　　[中国石化报2016-12-16]
　　本报讯记者孙清华报道：12月1日，中原石油工程钻井三公司50446队施工的中原油田重点预探井卫453井现场热闹非凡。中原石油工程公司与清华大学联合研制的我国首台兆瓦级飞轮储能新型能源石油钻机在该井投运，填补了我国钻井行业绿色储能的一项空白。
　　“飞轮储能技术的成功应用，标志着我国首台兆瓦级飞轮储能电源石油钻机研制成功。据测算，钻机月节约柴油40吨，节能效果30%以上，减少二氧化碳等污染物排放40%。”中原石油工程钻井一公司装备首席专家兼飞轮储能课题运行办公室主任牛跃进说。
　　“该项目可以平抑突变负载对柴油机组的冲击，保障柴油机组平稳运行，在起下钻工况时，能减少一台柴油机组运行，节能、减排、降噪，降低运行成本。”牛跃进介绍，飞轮储能技术来源于国家科技支撑计划，在石油工程行业称为新型能源钻机混合动力系统，是一种新兴的机械能转变为电能存储的绿色环保型储能技术。
　　目前，我国拥有各类石油钻机2500台套，柴油机作为钻井施工的主要动力，存在能耗大、冒黑烟、噪声高，下钻时产生的势能无法回收利用，钻井施工中突变负载对柴油机组产生冲击、缩短柴油机使用寿命等问题。
　　2014年2月，中原石油工程公司成立专业团队，决定攻克这一难题。该公司与清华大学合作，提出《飞轮储能用于钻机起升系统能量回收与利用方法》项目，同年3月通过国家科技部立项。
　　在研制过程中，他们克服时间紧、任务重等困难，先后研制完成飞轮电机轴系动平衡试验平台、飞轮充放电工况模拟试验测试平台、重型永磁轴承总装和测试平台。今年3月，飞轮机组中国电力科学技术研究院和中原油田装备监测总站同时进行了现场第三方检测。“这是我国第1台兆瓦级飞轮储能电源工程石油钻井工程样机。我们完成了飞轮储能机组的设计、研制、组装，进行了动平衡性能试验和千余次充放电运行考核。”牛跃进说。
　　该钻机混合动力系统能及时回收利用特殊能量，充放电循环效率为86%至88%，发电最大功率1088千瓦。经过环境、经济评价和专家反复试验检测，能量回收利用效率高，理论上可减少一台柴油机组运行。
　　有关专家认为，飞轮储能是国际上一种重要的储能方式，以其储能密度大、充电时间短、能量转换效率较高、对环境无污染等优点，在石油钻探开发方面展现出开创性的应用前景。
　　“以前，在井场施工，大家都是扯着嗓子喊。这台钻机噪声由原来的110分贝降低为65分贝，再也不用扯着嗓子喊了。”钻井三公司50446队相关负责人说，此钻机还改善了钻机性能，使机械钻机在起下钻、开泵等工况下，减少突变负荷对动力机的冲击，使用调峰电机驱动可实现电动钻机无级调速。
　　“我们研制的能量回收技术，不仅可以在石油钻机中推广使用，还可转化应用于港口起重机械等方面，飞轮储能技术还可转化应用于UPS电源或风力发电、高铁、高压输变电网等项目中。”牛跃进说。今年3月，“发展储能与分布式能源”被确定为“十三五”国家百大工程项目。