在石油開采領(lǐng)域，修井作業(yè)是保證油井持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)修井機(jī)多以柴油發(fā)動機(jī)作為動力源，能耗頗高，對環(huán)境也不友好。隨著能源形勢的日益嚴(yán)峻和要求的不斷提高，電動修井機(jī)應(yīng)運而生，其能耗情況備受關(guān)注。

與傳統(tǒng)柴油修井機(jī)相比，電動修井機(jī)在能耗方面優(yōu)勢明顯。傳統(tǒng)修井機(jī)堪稱油田生產(chǎn)的能耗大戶，每臺每年柴油消耗量約達(dá) 30 噸，換算成標(biāo)煤約 110 噸 。以國內(nèi)某特大型油田企業(yè)為例，其在用 400 余臺各類修井機(jī)，每年消耗柴油超 1.2 萬噸。而電動修井機(jī)借助電能驅(qū)動，大幅降低了能耗。例如，采用電能及儲能技術(shù)的修井機(jī)，每臺每年能耗約為 40000 度電，折合成碳排放量約 10880 千克。按消耗 1 度電排放 0.272 千克碳、消耗 1 升柴油排放 0.717 千克碳計算，單臺電動儲能修井機(jī)每年可比傳統(tǒng)修井機(jī)減少碳排放約 18 噸。徐工 XJ900DB 電動修井機(jī)采用行業(yè)電動系統(tǒng)，較傳統(tǒng)動力能耗降低 60％。

電動修井機(jī)在不同作業(yè)工況下，能耗表現(xiàn)有所不同。修井機(jī)工況大致可分為起升、卸扣、排管、下放四個主要階段。起升階段，由于需提升較重的油管或抽油桿等管柱，變頻電機(jī)功率需求大，所需供電量多。此時，部分電儲能修井機(jī)采用網(wǎng)電與電池組并聯(lián)的供電模式，共同滿足大功率提升的用電需求。卸扣和排管階段，所需供電量相對較小，一般可由網(wǎng)電單獨供電，且網(wǎng)電多余電能還能通過電控系統(tǒng)自動向電池組充電。下放階段，一方面可利用網(wǎng)電多余電能給電池組充電，另一方面，管柱下放產(chǎn)生的勢能可使電動機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，將這部分勢能轉(zhuǎn)化為電能存儲到電池組中。經(jīng)測試，某電儲能修井機(jī)完成連續(xù)作業(yè) 5 小時、起升管柱 150 根的修井作業(yè)時，總耗電量為 297.46 kW?h，其中電池耗電量為 252.73 kW?h，網(wǎng)電耗電量為 41.23 kW?h，還回收勢能 3.5 kW?h，實現(xiàn)了多種能量的協(xié)同利用，降低了整體能耗。

影響電動修井機(jī)能耗的因素較為多樣。首先，修井機(jī)的功率配置與能耗緊密相關(guān)。若功率配置過大，在輕載工況下會造成能源浪費；功率配置過小，則無法滿足重載工況需求，導(dǎo)致設(shè)備頻繁過載運行，同樣增加能耗。其次，作業(yè)工況的復(fù)雜程度對能耗影響明顯。比如井深、管柱重量及提升下放速度等，井越深、管柱越重、提升下放速度越快，所需能耗就越高。再者，設(shè)備的運行效率也是關(guān)鍵因素。優(yōu)化的傳動系統(tǒng)以及準(zhǔn)確的電控系統(tǒng)，能減少能量傳輸過程中的損耗，降低能耗。例如，一些采用變頻技術(shù)的電動修井機(jī)，可根據(jù)負(fù)載實時調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速和功率，提高能源利用效率。另外，電池性能對于配備電池儲能裝置的電動修井機(jī)能耗影響重大。電池的能量密度、充放電效率以及使用壽命等，都會影響儲能和供電效果，進(jìn)而影響能耗。

電動修井機(jī)憑借在能耗方面的出色，正逐步改變著修井作業(yè)的格局。通過合理配置功率、優(yōu)化作業(yè)工況、提升設(shè)備運行效率以及改進(jìn)電池技術(shù)等措施，其能耗還有進(jìn)一步降低的空間，這將為石油開采行業(yè)的綠色、可持續(xù)發(fā)展注入強勁動力 。