石油鉆井設備節(jié)能措施及建議

周永紅

（勝利油田渤海鉆井總公司國際鉆井事業(yè)部，山東 東營 257200）

1 石油鉆井設備的能耗現(xiàn)狀

石油鉆井設備按照能量轉(zhuǎn)化可以簡單的分為原動機和驅(qū)動機，原動機是指的把燃料蘊含的化學能轉(zhuǎn)化成機械能或電能的設備，驅(qū)動機是指將吸收或重新分配原動機產(chǎn)生的機械能或電能，做功，實現(xiàn)鉆井生產(chǎn)。在鉆機設備中，原動機一般就是柴油機（也可能是燃氣機）和發(fā)電機（柴油機發(fā)電機或燃氣發(fā)電機），驅(qū)動機就是指除原動機外的各類運轉(zhuǎn)設備，如聯(lián)動機、并車箱、偶合器，變矩器、絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵機械設備以及電動機等。石油鉆機按照驅(qū)動方式來分，主要分為機械鉆機(原動機產(chǎn)生機械能再分配做功)和電動鉆機(原動機產(chǎn)生的電能再分配做功)，從上面簡單的分類可以看出，石油鉆機設備的能耗主要體現(xiàn)在原動機的能耗和驅(qū)動機的傳遞效率上。

目前我國石油鉆機數(shù)量眾多，類型各異，配套的功率也從2000KW到8000KW不等，因此做好從鉆井設備配置到使用管理的全過程，能夠有效降低能耗，促進企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益的提升。

2 石油鉆井設備節(jié)能措施

2.1 使用節(jié)能新技術(shù)

在設備選型配置時采用高效節(jié)能新技術(shù)，優(yōu)先選用效率高、能耗小的設備，實現(xiàn)原動機和傳遞效率的節(jié)能。

2.1.1 選用電噴柴油機。柴油機電噴技術(shù)由電控調(diào)速器取代了機械調(diào)速器的旋轉(zhuǎn)飛重等裝置,使轉(zhuǎn)速控制更加精確。發(fā)動機控制模塊ECM按程序?qū)Σ裼蜋C的運轉(zhuǎn)工況選擇最佳的噴油，根據(jù)機油溫度和增壓壓力精確控制噴油定時和噴油量，改善燃油經(jīng)濟性和燃燒效果，并且使柴油機在穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)工況下的煙度能夠滿足EPA排放法規(guī)的限制。

2.1.2 使用無功補償和諧波抑制技術(shù)。直流電動鉆機的平均功率因素僅為0.5左右，5次諧波最高達到了44%，使用無功補償和諧波抑制技術(shù)后功率因素提高至0.92，5次諧波降低到6%。通過現(xiàn)場實用的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，日均節(jié)油0.5－0.6噸，節(jié)能效果十分明顯，經(jīng)濟效益顯著。

2.1.3 使用高效率的傳動設備。機械鉆機經(jīng)過更新改造，逐漸淘汰了原來的大慶II型和ZJ45J鉆機，使用鏈條并車驅(qū)動鉆機，柴油機減速箱也由原來的機器減速箱、液力變矩器更新為液力偶合器。液力偶合器能夠減少原動機的的周期性扭震，同時減輕負載的突然變化對原動機的沖擊，從而延長整個設備的使用壽命。并且均勻多臺動力機之間的功率分配，當多臺動力機轉(zhuǎn)速稍有不同時，能均勻他們之間的功率分配。整個鉆井施工過程效率能夠達到0.95以上，而液力變矩器的平均效率最高只有80%。

2.1.4 機械鉆機使用節(jié)能發(fā)電機。機械鉆機存在著動力匹配不合理現(xiàn)象，一方面，鉆機工作負荷不足70%，另一方面，井隊配有2臺300-400kW柴油發(fā)電機組。機械鉆機年消耗的柴油約占鉆井可控成本的30%左右，而每年井隊用于發(fā)電的柴油約占鉆井總耗油量的25%，因此提高鉆機工作負荷，利用鉆機富余動力拖帶一臺發(fā)電機，可以減少使用一臺柴油發(fā)電機，節(jié)約燃料，降低成本，增強效益。近幾年來，各油田相繼開展了這項工作，應用300kW節(jié)能發(fā)電機，較好達到了利用鉆機柴油機富余動力,節(jié)能降耗的目的。機械鉆機多使用12V190系列柴油機，實際的負荷率均不足71%，處在低負荷率，高耗能工況，根據(jù)其特性曲線，經(jīng)濟工況為:轉(zhuǎn)速在1300r/min附近，負荷率大于75%。因此，提高柴油機的負荷率是節(jié)能降耗有效途徑。應用300kW左右的鉆機富余功率發(fā)電，其供電能力完全能夠滿足井隊的需要。這樣，12V190柴油機的負荷率將提高到90%以上，達到其經(jīng)濟工作狀態(tài)，燃油消耗率就會明顯降低，節(jié)能效果非常明顯。

2.2 加強鉆井設備的使用管理

鉆井設備類型、數(shù)量眾多，所施工井的類型千差萬別，抓好鉆井設備的日常管理，也是行之有效的節(jié)能手段。

2.2.1 合理調(diào)整原動機的功率和參數(shù)。根據(jù)鉆井工藝需要，精細計算鉆井各道作業(yè)工序所需要的功率，優(yōu)化鉆井參數(shù)，再確定原動機的開動臺數(shù)，盡量使用原動機在經(jīng)濟工作狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，避免盲目增加臺數(shù)、降低了動力的利用率，造成浪費，以達到節(jié)能目的。

2.2.2 正確維護保養(yǎng)。根據(jù)不同設備的維護保養(yǎng)要求和實際使用情況，對設備進行正確的維護保養(yǎng)。例如通過調(diào)整柴油機的氣門間隙、供油提前角、校噴油器等工作，使柴油機工作在最佳狀態(tài)，提高柴油的使用和轉(zhuǎn)化為效率。

2.2.3 預防性維修。石油行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，特別是設備監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，設備維修方式也由原來的故障維修或計劃維修向現(xiàn)在的預防性維修轉(zhuǎn)變。預防性維修能夠根據(jù)設備的運轉(zhuǎn)狀況，在設備事故發(fā)生前，對設備進行維修，顯著提高設備的可靠性，恢復設備的性能，同時降低維修費用，降低故障停機對生產(chǎn)的影響。從而達到節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟效益。

3 石油鉆井設備節(jié)能建議

石油鉆井設備節(jié)能是一項長期的系統(tǒng)性工作，不但依賴于技術(shù)進步和推廣，而且取決于全員的參與程度以及各項規(guī)章制度的建立和落實，建議從以下幾點做工作:

3.1 建立健全節(jié)能制度，加強目標考核。各石油鉆井公司可根據(jù)自身的實際情況，自上而下的建立宣傳節(jié)能、管理節(jié)能的機構(gòu)，明確責任目標，建立健全配套的管理制度，并將目標逐級分解，落實到基層單位，形成明晰目標責任體系，并將節(jié)能目標納入生產(chǎn)經(jīng)營考核體系，嚴格考核兌現(xiàn)。

3.2 廣泛宣傳、全員參與。通過廣泛宣傳，營造全員參與的氛圍和渠道，讓全體員工充分認識到，建立資源節(jié)約型企業(yè)，是每個人應盡的社會責任，也是公司內(nèi)在發(fā)展的需要，同時把節(jié)能目標和每個人的切身利益聯(lián)系起來，使每名員工逐漸養(yǎng)成自覺節(jié)約資源的良好習慣

4 結(jié)束語

綜上，通過鉆井設備技術(shù)的發(fā)展、節(jié)能新技術(shù)的推廣應用，以及各鉆井單位節(jié)能措施的落實，石油鉆井設備的節(jié)能工作能夠取得可觀的經(jīng)濟效益，并且為國家的節(jié)能工作做出自己的貢獻。

[1]盛立飛.石油鉆井生產(chǎn)中電氣設備的節(jié)能方法，西部探礦工程，2006-12-30