[發明專利]用于優化引擎效率的負載管理算法

有效

• 申請號: 201980025879.6
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN111989459B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: S.科圖魯;S.賈納基拉曼;R.馬迪雷迪
• 申請（專利權）人: 斯倫貝謝技術有限公司
• 主分類號: E21B41/00
• 分類號: E21B41/00;E21B44/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王增強

用于操作被配置為向一個或多個電機提供功率的一系列發電機的系統和方法。發電機通常根據操作容量以不同的效率水平操作。計算部件可以分析發電機的當前效率，并確定在現有發電機之間是否存在替代功率分配，這將導致系統更高效地操作。

相關申請的交叉引用

本申請基于并要求于2018年2月23日提交的美國申請序列號15/903,417的優先權，其全部內容通過引用合并于此。

技術領域

本公開內容涉及一種包括發電機組的系統以及一種用于優化引擎效率的負載管理算法。

背景技術

石油和天然氣鉆井操作需要大量動力，并需要對該動力進行控制。典型的鉆機使用發電機，該發電機消耗燃料來產生機械和電力，然后將其用于操作鉆機。鉆井本身會消耗鉆機所需的大部分功率，但是還有很多其他因素要考慮進去。以有效的方式管理產生和消耗的功率一直是鉆井操作的持續挑戰。

發明內容

本文描述了本公開的各種特征。實施例針對一種包括發電機組的系統，該發電機組包括被配置為在發電機之間進行負載分擔的多個單獨的發電機。各個發電機具有運行容量(capacity)和操作效率。操作效率是操作容量的函數，效率-容量比是操作容量與操作效率的比。該系統還包括一個或多個電機，該電機被配置為通過向發電機組施加負載來消耗由發電機產生的電力，以及計算部件，該計算部件被配置為存儲與發電機的效率-容量比有關的數據。計算部件被配置為計算發電機組的整體效率，確定其中一個或多個發電機的操作容量被改變的替代功率配置的可用性，以及計算與替代功率配置相關聯的整體效率的預期變化。如果總體效率的預期變化足夠大，則將計算部件配置為啟動替代功率配置。

進一步的實施例涉及一種用于操作鉆機的功率單元的方法，包括計算用于向鉆機提供電力的發電機組的效率，該發電機組包括一個或多個單獨的發電機，以及如果發電機組的效率小于預定的期望效率閾值，從而識別發電機組的替代功率分配。該方法還包括計算發電機組的替代功率分配的效率，并且如果發電機組的替代功率分配的效率大于預定的期望效率閾值，則開始改變發電機組的替代功率分配。

本公開的另外的實施例還涉及一種用于操作發電機的方法，包括測量多個發電機處的功率輸出、燃料消耗和操作容量。發電機被配置為一起操作以為電機提供功率。該方法還包括至少部分地基于每個發電機的功率輸出、燃料消耗和操作容量來計算每個發電機的操作效率，以及將該操作效率與計算部件進行通信。該方法還包括響應于該指令而從計算部件接收指令以改變負載、使一個或多個發電機打開或使它們斷電。

附圖說明

圖1是根據本公開的實施例的鉆井系統的發動機自動化架構的示意圖；

圖2是描繪根據本公開的系統和方法的發電機使用的圖表；

圖3是描繪根據本公開的系統和方法的發電機使用的另一圖表；

圖4是根據本公開的實施例的用于有效地操作發電機系統的方法的流程圖；

圖5是示出根據本公開的實施例的用于有效地操作發電機系統的方法的另一流程圖；

圖6是用于各個實施例中的計算機的說明性計算機架構。

具體實施方式

以下是根據本公開的各種實施例的詳細描述。圖1是根據本公開的實施例的鉆井系統10的發動機自動化架構的示意圖。系統10可以是鉆機或以本文所述的部件為特征的另一種類似的操作，并且不限于石油和天然氣應用。系統10包括顯示為G1、G2、G3和G4的發電機，盡管在給定系統中可以有任何數量的發電機12。發電機12消耗燃料并產生電能，并且可以被統稱為發電機組12。發電機連接到AC總線14，AC總線14有助于聚集由發電機產生的功率并將功率傳送到其他地方。系統10可以包括整流器16，其被配置為將電力從AC轉換為DC。整流器16還連接到DC總線18，DC總線18在整個系統10上承載DC功率，以在鉆機中的各種裝置處輸送。