、支撐平臺(tái)等設(shè)備。
[0031]在該能源整合系統(tǒng)100中，該鉆機(jī)裝置120、油氣開采裝置130、氣體凈化裝置160及其他輔助設(shè)備140均為用電設(shè)備。該天然氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)150、天然氣儲(chǔ)存罐170及能源存儲(chǔ)單元180則共同組成供電設(shè)備。該控制器110用于控制該供電設(shè)備提供電能給該用電設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)最佳配電模式。該控制器110可能為一個(gè)單獨(dú)設(shè)置的控制電源，或者直接內(nèi)嵌在整個(gè)油田鉆井控制平臺(tái)(未示出)內(nèi)部，亦或者通過(guò)遠(yuǎn)程的方式實(shí)現(xiàn)控制，不拘泥于某一種控制方式。
[0032]該天然氣儲(chǔ)存罐170配合該天然氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)150提供主要的能源至該用電設(shè)備，即該天然氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)150獲取該天然氣儲(chǔ)存罐170內(nèi)的天然氣作為燃料進(jìn)行發(fā)電。其中，該天然氣儲(chǔ)存罐170用于存儲(chǔ)作為燃料的天然氣，其內(nèi)存儲(chǔ)的天然氣一部分可能是實(shí)現(xiàn)填充好的，以作為初始燃料。而在該初始燃料用完之后，后續(xù)將收集該油氣開采裝置130開采出來(lái)的伴生天然氣作為后續(xù)持續(xù)的燃料。在一些實(shí)施方式，該天然氣儲(chǔ)存罐170也可能最初不填充燃料，而直接收集該油氣開采裝置130開采出來(lái)的伴生天然氣作為整個(gè)系統(tǒng)持續(xù)的燃料。
[0033]本實(shí)施方式中，該天然氣儲(chǔ)存罐170與該天然氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)150是兩個(gè)單獨(dú)的設(shè)備，在其他實(shí)施方式中，它們也可以整合在一起作為一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備，或者該天然氣驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)150也可分成一個(gè)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)發(fā)電機(jī)，或者其它合適的配置。相較于傳統(tǒng)油田鉆井區(qū)域常用的柴油驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)而言，本發(fā)明應(yīng)用天然氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)150可降低燃料成本，并且由于天然氣比柴油更加清潔，故還可減少對(duì)環(huán)境的污染，符合現(xiàn)代社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的要求。
[0034]在電能傳輸過(guò)程中，從該天然氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)150中產(chǎn)生的電能將首先注入一個(gè)電源總線10，然后再提供至用電設(shè)備(鉆機(jī)裝置120、油氣開采裝置130及其他輔助設(shè)備140)中。這里的電源總線10是一個(gè)總的概念，其中可能包括具體的交流總線、直流總線、變壓器等電源轉(zhuǎn)換設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)所需要電源的輸出，后續(xù)段落將結(jié)合圖6給出一種具體的配置示例。
[0035]在該鉆機(jī)裝置120運(yùn)作時(shí)，由于鉆井操作的能量提供是不斷變化的，故在此過(guò)程中，該電源總線10上可能會(huì)產(chǎn)生多余能量。本發(fā)明通過(guò)增加該能量存儲(chǔ)單元180將該多余能量收集起來(lái)，以避免該多余能量對(duì)該鉆機(jī)裝置120造成損害。在該能量存儲(chǔ)單元180存儲(chǔ)有能量后，如果電源總線10上需要有能量輸送時(shí)，該能量存儲(chǔ)單元180可通過(guò)該控制器110的控制將存儲(chǔ)的能量返回至該電源總線10上，以提供輔助的電能給用電設(shè)備。如此，可大大提高用電效率，使該鉆機(jī)裝置120運(yùn)作時(shí)電源總線10上的多余能量有效回收并有效利用。此外，也正是由于加入了該能量存儲(chǔ)單元180并通過(guò)其回收多余能量，故可使該鉆機(jī)裝置120的能源供應(yīng)更加符合要求。
[0036]如之前所述，該天然氣儲(chǔ)存罐170內(nèi)后續(xù)持續(xù)的天然氣燃料供應(yīng)是來(lái)自于該油氣開采裝置130開采的伴生天然氣。具體地，該油氣開采裝置130用于從該鉆機(jī)裝置120鉆出的油井中將石油及其內(nèi)的伴生天然氣開采出來(lái)，然后再將開采出來(lái)的石油及伴生天然氣分離出來(lái)，例如通過(guò)油氣分離裝置(未示出)實(shí)現(xiàn)。該分離出來(lái)的石油可能被運(yùn)送到遠(yuǎn)地的煉油廠進(jìn)行后續(xù)處理，而該分離出來(lái)的伴生天然氣則至少一部分通過(guò)該氣體凈化裝置160進(jìn)行實(shí)時(shí)的凈化處理，以使凈化后的天然氣可直接用于燃料，并且該凈化后的天然氣將實(shí)時(shí)輸送至該天然氣儲(chǔ)存罐170內(nèi)，以保證該天然氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)150有充足的燃料供應(yīng)。而通過(guò)油氣分離裝置分離出來(lái)的另一部份伴生天然氣可能被運(yùn)送到遠(yuǎn)地的煉氣廠進(jìn)行后續(xù)處理。需要說(shuō)明的是，這里的氣體凈化裝置160是一個(gè)廣義的概念，該凈化裝置可能用于對(duì)伴生天然氣進(jìn)行凈化處理，也可能對(duì)該伴生天然氣進(jìn)行化學(xué)改良處理、或者其他物理分離處理，不局限于本實(shí)施方式給出的凈化處理方式，也就是說(shuō)該氣體凈化裝置160用于將伴生天然氣進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹卣幚恚允蛊錆M足后續(xù)步驟的燃料要求。
[0037]由于該天然氣儲(chǔ)存罐170內(nèi)的燃料主要是直接從該油氣開采裝置130中獲得的伴生天然氣凈化得到的，故至少具有以下兩點(diǎn)優(yōu)勢(shì):一方面，該伴生天然氣傳統(tǒng)上可能會(huì)直接燃燒消耗掉，或者傳輸至非常遠(yuǎn)的到地方，直接燃燒掉無(wú)疑浪費(fèi)了能源，而傳輸至非常遠(yuǎn)的地方(如從海上運(yùn)輸至陸地的煉氣廠)則會(huì)產(chǎn)生高額的運(yùn)輸費(fèi)用，大大提高了成本。而本發(fā)明直接在該油田鉆井區(qū)域?qū)⒃摪樯烊粴膺M(jìn)行凈化處理，然后直接用于燃料提供給該天然氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)150，大大提高了該伴生天然氣的利用率；另一方面，由于該天然氣儲(chǔ)存罐170內(nèi)的燃料實(shí)時(shí)被該凈化后的天然氣填充，而無(wú)需從非常遠(yuǎn)的地方運(yùn)輸天然氣過(guò)來(lái)，大大節(jié)省了成本。如果產(chǎn)生的伴生天然氣有剩余的話，可再運(yùn)輸?shù)綗挌鈴S進(jìn)行后續(xù)處理。
[0038]請(qǐng)參考圖2，為本發(fā)明能源整合方法200的一種較佳實(shí)施方式的流程圖。該控制器110通過(guò)執(zhí)行該能源整合方法200來(lái)控制該油田鉆井區(qū)域中供電設(shè)備提供電能至用電設(shè)備。該能源整合方法200主要包括以下步驟。
[0039]在步驟210中，該天然氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)150以該天然氣儲(chǔ)存罐170內(nèi)的天然氣作為燃料產(chǎn)生電能并注入至該電源總線10。在一些實(shí)施方式中，該天然氣儲(chǔ)存罐170內(nèi)的初始燃料是實(shí)現(xiàn)添加進(jìn)去的。在另一些實(shí)施方式中，該天然氣儲(chǔ)存罐170內(nèi)的初始燃料則是來(lái)自該由該油氣開采裝置130開采出來(lái)并經(jīng)該氣體凈化裝置160凈化后的天然氣，此時(shí)該油氣開采裝置130及該氣體凈化裝置160可能是通過(guò)另外獨(dú)立的發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，例如柴油發(fā)電機(jī)。當(dāng)該天然氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)150產(chǎn)生足夠的電能后，該油氣開采裝置130及該氣體凈化裝置160的電能供用轉(zhuǎn)換至該電源總線10上，或者仍一直由柴油發(fā)電機(jī)供電。
[0040]在步驟220中，當(dāng)該電源總線10上注入有電能時(shí)，并且該電能用于提供給該鉆機(jī)裝置120進(jìn)行工作。如上所述，當(dāng)該鉆機(jī)裝置120在鉆井操作狀態(tài)時(shí)，該電源總線10上會(huì)產(chǎn)生需要迅速轉(zhuǎn)移的多余能量，此時(shí)該能量存儲(chǔ)單元180則將該多余能量收集起來(lái)。
[0041]在步驟230中，當(dāng)該能量存儲(chǔ)單元180存儲(chǔ)有能量后，如果該電源總線10上需要有能量輸送時(shí)，該能量存儲(chǔ)單元180將存儲(chǔ)的能量返回至該電源總線10上，以提供輔助的電能給用電設(shè)備。換句話說(shuō)，該多余能量沒有內(nèi)在及時(shí)回收后并沒有被浪費(fèi)掉，而是由返回至了該電源總線10上作為輔助能量提供給合適的用電設(shè)備，因此用電效率大大提高了。
[0042]在步驟240中，當(dāng)該油氣開采裝置130工作后，將產(chǎn)生出伴生天然氣。一些實(shí)施方式中，該油氣開采裝置130是通過(guò)該電源總線10進(jìn)行供電的，其他實(shí)施方式中也可通過(guò)其他類型的供電設(shè)備供電。該伴生天然氣產(chǎn)生后，至少一部分將直接被該氣體凈化裝置160凈化后輸送至該天然氣儲(chǔ)存罐170內(nèi)，以持續(xù)提供燃料給該天然氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)150。
[0043]在步驟250中，該天然氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)150基于該天然氣儲(chǔ)存罐170內(nèi)源源不斷的燃料供應(yīng)進(jìn)行發(fā)電，以持續(xù)滿足整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作。如上所述，通過(guò)該油氣開采裝置130開采的天然氣可有效、及時(shí)的持續(xù)提供燃料，而無(wú)需從遠(yuǎn)處運(yùn)輸燃料過(guò)來(lái)，可以說(shuō)該能源整合系統(tǒng)100自身即可滿足能源供應(yīng)，并使內(nèi)部的各個(gè)設(shè)備完成各自的操作任務(wù)。
[0044]請(qǐng)參考圖3，為本發(fā)明能源整合系統(tǒng)100的另一種較佳實(shí)施方式的示意圖。如上所述，當(dāng)該鉆機(jī)裝置120進(jìn)行鉆井操作時(shí)，一些多余能量將會(huì)產(chǎn)生出來(lái)，在某些情況下，僅通過(guò)該能量存儲(chǔ)單元180可能還不能完全快速吸收掉這些多余能量的一部分，這可能由于該能量存儲(chǔ)單元180的儲(chǔ)存容量及/或充電時(shí)間的固有特性所限制的。因此，本實(shí)施方式在圖1實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)一步引入了一個(gè)耗能負(fù)載180。在一些實(shí)施方式中，該耗能負(fù)載180可能包括若干電阻絲，該耗能負(fù)載180電性耦合至該電源總線10，用于在該能量存儲(chǔ)單元180不能完全或不能及時(shí)存儲(chǔ)該多余能量時(shí)，直接將該這部分多余能量消耗掉，以免這部分多余能量fe壞系統(tǒng)。
[0045]請(qǐng)參考圖4，為本發(fā)明能源整合系統(tǒng)100的再一種較佳實(shí)施方式的示意