修井机是对油田井下管柱或井身进行维修的专业化机械设备,主要用于油管、抽油杆和抽油泵的起下。传统的修井机都是采用柴油机作为动力,行驶和作业共用一套动力系统,多采用车台柴油机+液力传动箱。大吨位修井机采用双机并车,以保证较大的输出动力,小吨位修井机有底盘柴油机全功率取力,配液力变矩器和机械变速箱或纯机械变速箱的方案。控制系统采用传统的液、气、电控方式。电能作为一种清洁、环保、高效的能源在各行业得到广泛应用,修井作业能源“油改电”以成为修井机发展的趋势。现各石油机械厂的解决方案大体为两种:一、在井场电源高压端接大功率变压器,每次搬家后都需专业高压电工重新连接,且需高压端断电连接。此种方法限制了产品的使用范围,增加了修井作业的成本,同时影响附近使用同一高压端供电的抽油机的工作;二、在井场电源允许的范围内限制修井机钩速,如井场变压器容量过小,则修井机无法工作,此方法增加了修井机的作业时间,扩大了修井机的作业成本,同时限制了修井机的作业环境。对于车载电动修井机,目前仍具有现场适用能力差、井场电源要求高等缺点。无法大规模推广使用。UPS电源作为一种成熟的临时电源补充方式在电源波动范围较大的地区应用广泛。其原理为将交流不稳定的市电经整流滤波,变为直流电,并转化为化学能存储于蓄电池,用户使用的是蓄电池直流电逆变后的工频交流电。这样市电的干扰或高次谐波等因素不会影响用电器的使用,并且在市电断电后仍可由蓄电池供给用电器部分电能保证用电器的正常关机或存储数据。AC-DC-AC变频控制系统是一种交流-直流-交流系统,交流电经整流滤波,变为直流电,再经PWM脉宽调制模块和控制模块将直流电变成可控频率的交流电。此交流电可用来控制被控电动机的转速及扭矩,进而控制电动机的输出功率。AC-DC-AC变频控制系统与UPS电源两种技术都具有交流-直流-交流的过程,只是最终变化一个是可控频率的交流电,一个是工频的交流电,从原理上讲如果增大蓄电池的容量,在供电系统供电量不足时由蓄电池和供电电源同时在变频控制系统直流段供电则可解决供电系统短时间内供电不足的状况。借助中成装备公司与青海油田井下作业公司、上海立普能源技术有限公司联合科研项目《XJ250DB电动修井机》,根据GB/T23505-2009《石油钻机和修井机》中对同规格机械式修井机的要求选择合适的电动机、蓄电池、控制系统配套XJ250DB电动修井机。蓄电池与控制系统所组成的电源补偿系统是此课题的研究目的。XJ250DB电动修井机作为电驱动修井机除配套的电动机、蓄电池、控制系统外还要有与之相适应的液压系统、气控系统、机械结构,同时为了满足HSE要求需要有完善的应急设施。通过全面的厂内试验及现场作业测试以证明该修井机是否满足现场作业要求,进而证明此种供电方式是否可以有效的解决修井机作业功率与井场电源的匹配问题。此套电源补偿系统研发,目的在于最终实现以便宜清洁的电力代替柴油作为修井机的主动力源。经过现场试验,此套电源补偿系统达到预期效果,可在修井机制造行业内推广使用。