本發(fā)明屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于鉆機的網(wǎng)電與柴油發(fā)電機組并網(wǎng)運行節(jié)能方法。
背景技術(shù)：
綠色、高效和節(jié)能是石油鉆井行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。對于自備柴油發(fā)電機組且可以使用網(wǎng)電的鉆機在作業(yè)時，應優(yōu)先應用網(wǎng)電。該類鉆機配備額定容量的網(wǎng)電設(shè)備。但如何合理配置網(wǎng)電設(shè)備的額定容量一直是各油田和鉆機制造廠商關(guān)注的焦點。
目前，配備網(wǎng)電接口且自備柴油發(fā)電機組的鉆機在作業(yè)時常常會出現(xiàn)以下問題：在作業(yè)到一定井深時，相對于鉆機配備的額定容量網(wǎng)電設(shè)備，個別工況下負荷在一定時間內(nèi)會發(fā)生增加或減少，此時會發(fā)生網(wǎng)電容量小于所需負荷而不能匹配作業(yè)需求的情況。為滿足作業(yè)需求，要么增大網(wǎng)電設(shè)備的額定容量，但在大多數(shù)時間內(nèi)不需要，配置有浪費；要么作業(yè)時停用部分設(shè)備，但會影響工作與生活。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的因負荷增加而使網(wǎng)電容量不能滿足作業(yè)需求的技術(shù)問題，提供一種思路新穎、自動化程度高、工況針對性強、節(jié)能效果明顯的適用于鉆機的網(wǎng)電與柴油發(fā)電機組并網(wǎng)運行節(jié)能方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種適用于鉆機的網(wǎng)電與柴油發(fā)電機組并網(wǎng)運行節(jié)能方法，該方法包括以下步驟：
（1）主負載工況類型判定：判定主負載當前工況為正常鉆進、起/下鉆、倒劃眼、其他工況中的哪種工況類型；
（2）計算當前工況作業(yè)主設(shè)備和運行的輔助設(shè)備所需的功率值；
（3）預測作業(yè)主設(shè)備功率變化趨勢并確定將來5-15分鐘內(nèi)作業(yè)主設(shè)備所需的功率；
（4）預測運行的輔助設(shè)備功率變化趨勢并確定將來5-15分鐘內(nèi)輔助設(shè)備所需的功率；
（5）確定將來5-15分鐘內(nèi)作業(yè)主設(shè)備和運行的輔助設(shè)備所需總功率；
（6）結(jié)合負荷歷史趨勢擬合曲線，判斷正常作業(yè)時系統(tǒng)所需的總功率大于網(wǎng)電設(shè)備額定容量的時刻；
（7）將所需總功率與鉆機配備網(wǎng)電設(shè)備額定容量的大小進行比較，若所需總功率不大于網(wǎng)電設(shè)備額定容量，繼續(xù)使用網(wǎng)電設(shè)備；
（8）若所需總功率大于網(wǎng)電設(shè)備額定容量，則啟動自備柴油發(fā)電機組并發(fā)電；
（9）自動檢測并比較自備柴油發(fā)電機組與網(wǎng)電設(shè)備的電壓差、頻率差和相位差是否滿足并網(wǎng)條件；
（10）若電壓差、頻率差和相位差不滿足并網(wǎng)條件，則自動調(diào)整柴油發(fā)電機組的勵磁電壓和柴油機的轉(zhuǎn)速，增大或減小勵磁電壓則使電壓差改變，增大或減小柴油發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速則使頻率差和相位差發(fā)生改變，調(diào)整后繼續(xù)進行（9）步驟；
（11）若電壓差、頻率差和相位差滿足并網(wǎng)條件，則自備柴油發(fā)電機組與網(wǎng)電設(shè)備自動并網(wǎng)并進行功率的調(diào)整與分配；
（12）若工況發(fā)生變化，作業(yè)主設(shè)備和運行的輔助設(shè)備所需總功率小于網(wǎng)電設(shè)備額定容量，則自備柴油發(fā)電機組自動與網(wǎng)電設(shè)備解列。
進一步地，所述步驟（1）中主負載工況類型判定時包括以下步驟：
a、判定主負載當前工況類型是否為正常鉆進，若不是，進行下一步驟；
b、判定主負載當前工況類型是否為起/下鉆，若不是，進行下一步驟；
c、判定主負載當前工況類型是否為倒劃眼，若不是，進行下一步驟；
d、確認當前工況類型為其他工況。
進一步地，所述并網(wǎng)條件為自備柴油發(fā)電機組與網(wǎng)電設(shè)備的電壓差≤30V、頻率差≤0.18Hz和相位差≤7°。
本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：本發(fā)明在網(wǎng)電運行時，系統(tǒng)檢測到因負荷發(fā)生增加而使網(wǎng)電容量不能滿足作業(yè)需求需要并網(wǎng)自備柴油發(fā)電機組時，啟動自備柴油發(fā)電機組并發(fā)電，系統(tǒng)自動檢測和比較自備柴油發(fā)電機組與網(wǎng)電的電壓差、頻率差和相位差是否滿足并網(wǎng)條件，若滿足并網(wǎng)條件，則自備柴油發(fā)電機組和網(wǎng)電完成自動并網(wǎng)（≤25s）并進行功率的調(diào)整與分配；若網(wǎng)電容量能滿足作業(yè)需求，則自備柴油發(fā)電機組自動解列。本發(fā)明采用負荷綜合預測技術(shù)，動態(tài)分析負荷變化趨勢，提供了最佳預控制模型，通過網(wǎng)電與自備柴油發(fā)電機組的動力主從協(xié)作主動適應負載功率變化，滿足高效工況運行，實現(xiàn)了網(wǎng)電利用率最大化，本發(fā)明思路新穎、自動化程度高、工況針對性強，節(jié)能效果明顯，有效解決了因負荷增加而使網(wǎng)電容量不能滿足作業(yè)需求時自備柴油發(fā)電機組并網(wǎng)投入運行與解列的節(jié)能管理問題。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示，一種適用于鉆機的網(wǎng)電與柴油發(fā)電機組并網(wǎng)運行節(jié)能方法，該方法包括以下步驟：
（1）主負載工況類型判定：判定主負載當前工況為正常鉆進、起/下鉆、倒劃眼、其他工況中的哪種工況類型；其中主負載工況類型判定時包括以下步驟：
a、判定主負載當前工況類型是否為正常鉆進，若不是，進行下一步驟；
b、判定主負載當前工況類型是否為起/下鉆，若不是，進行下一步驟；
c、判定主負載當前工況類型是否為倒劃眼，若不是，進行下一步驟；
d、確認當前工況類型為其他工況。
（2）計算當前工況作業(yè)主設(shè)備和運行的輔助設(shè)備所需的功率值。
（3）預測作業(yè)主設(shè)備功率變化趨勢并確定將來5-15分鐘內(nèi)作業(yè)主設(shè)備所需的功率。
（4）預測運行的輔助設(shè)備功率變化趨勢并確定將來5-15分鐘內(nèi)輔助設(shè)備所需的功率。
（5）確定將來5-15分鐘內(nèi)作業(yè)主設(shè)備和運行的輔助設(shè)備所需總功率。
（6）結(jié)合負荷歷史趨勢擬合曲線，判斷正常作業(yè)時系統(tǒng)所需的總功率大于網(wǎng)電設(shè)備額定容量的時刻。
（7）將所需總功率與鉆機配備網(wǎng)電設(shè)備額定容量的大小進行比較，若所需總功率不大于網(wǎng)電設(shè)備額定容量，繼續(xù)使用網(wǎng)電設(shè)備。
（8）若所需總功率大于網(wǎng)電設(shè)備額定容量，則啟動自備柴油發(fā)電機組并發(fā)電。
（9）自動檢測并比較自備柴油發(fā)電機組與網(wǎng)電設(shè)備的電壓差、頻率差和相位差是否滿足并網(wǎng)條件，其中并網(wǎng)條件為自備柴油發(fā)電機組與網(wǎng)電設(shè)備的電壓差≤30V、頻率差≤0.18Hz和相位差≤7°。
（10）若電壓差、頻率差和相位差不滿足并網(wǎng)條件，則自動調(diào)整柴油發(fā)電機組的勵磁電壓和柴油機的轉(zhuǎn)速，增大或減小勵磁電壓則使電壓差改變，增大或減小柴油發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速則使頻率差和相位差發(fā)生改變，調(diào)整后繼續(xù)進行（9）步驟。
（11）若電壓差、頻率差和相位差滿足并網(wǎng)條件，則自備柴油發(fā)電機組與網(wǎng)電設(shè)備自動并網(wǎng)并進行功率的調(diào)整與分配。
（12）若工況發(fā)生變化，作業(yè)主設(shè)備和運行的輔助設(shè)備所需總功率小于網(wǎng)電設(shè)備額定容量，則自備柴油發(fā)電機組自動與網(wǎng)電設(shè)備解列。