勘探鉆機柴油機動力改電動機動力的難點與應(yīng)用分析

湯彩俠

摘要：隨著社會發(fā)展和經(jīng)濟水平進步以及科學技術(shù)的提升，石油、天然氣、地熱的勘探和開采技術(shù)發(fā)展也越來越快。石油勘探鉆機通常采用柴油機作為動力，但隨著生態(tài)文明建設(shè)和綠色勘查理念的推行，出于環(huán)境保護和節(jié)能減排理念考慮，將勘探鉆機柴油機動力改為電動機動力。

關(guān)鍵詞：勘探鉆機;柴油機改電動機;難點與應(yīng)用

石油、地熱、天然氣、礦產(chǎn)資源都是經(jīng)濟建設(shè)和關(guān)乎民生的重要自然資源。其開采過程中需要進行勘探、開發(fā)，因此對勘探鉆機設(shè)備要求較高，并且隨著現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展和市場需求的日益增大，對鉆機設(shè)備的功能以及運行要求也越來越高。而且柴油機在實際應(yīng)用過程中，會對周圍環(huán)境以及大氣環(huán)境帶來一定的污染影響。從環(huán)境保護和節(jié)能降耗理念等方面考慮，如今電力生產(chǎn)逐漸開發(fā)與應(yīng)用新能源技術(shù)，在生產(chǎn)成本方面大幅度降低，由此，將勘探鉆機柴油機動力改為電動機動力具有著極高的應(yīng)用優(yōu)勢。但原有的配套設(shè)備是與柴油機相匹配，接柴油機動力與電動機動力在功率和轉(zhuǎn)速以及動力能等方面有著較大的區(qū)別，在進行柴油機改電動機過程中遇到了很多難點，必須予以仔細的研究和科學的分析，使電動機能夠與原有設(shè)備和運行要求相匹配。

一、勘探鉆機柴油機動力改電動機動力的優(yōu)點

（一）有效提升勘探鉆機設(shè)備的使用效率

由于大部分地熱、天然氣勘探和礦產(chǎn)開采都屬于野外作業(yè)，這就意味著勘探鉆井生產(chǎn)作業(yè)存在較高的風險性，在進行鉆機的配套時，必須要考慮超負荷運轉(zhuǎn)情況下設(shè)備的承載能力，另外，柴油機發(fā)電機組的功率配備較大，常常造成能源消耗過大而有效功率較低的情況。不但造成能源資源的浪費，同時有效功率較低情況下等設(shè)備的損毫也較高。而使用電動機動力的鉆機能夠有效地發(fā)揮泥漿泵功率，在實際勘探作業(yè)過程中能夠提高泵沖、排量，達到鉆井施工的標準要求，有效提升勘探鉆機設(shè)備的使用效率，具有良好的節(jié)能降耗效果。

（二）有效促進勘探施工作業(yè)的環(huán)境保護

在勘探中鉆機所使用的柴油機和柴油發(fā)電機組通常是采用燃油和潤滑油作為燃料和輔助材料。在日常的運行和管理過程當中，難免會造成一定程度上的燃油與潤滑油泄漏情況，另外，鉆機所使用的柴油機在運行過程當中，設(shè)備油污較大，運行時還會排放大量的廢氣，同時也會產(chǎn)生一定的噪音，對周圍環(huán)境和大氣環(huán)境都會帶來很大的污染影響，而且也不利于設(shè)備維護人員的身體健康。而使用電動機動力的鉆機，能夠使用工業(yè)電網(wǎng)來驅(qū)動交流電機，運行過程中所產(chǎn)生的噪音相比柴油機設(shè)備較小，并且電動機屬于零排放設(shè)備，也不會產(chǎn)生燃油與潤滑油的泄漏情況，具有較高的環(huán)境保護效果。而且在實際的作業(yè)過程中，鉆機的電動機動力設(shè)備運行條件較為干凈，對電氣師和機械師以及運維技術(shù)人員也不會帶來健康威脅。

（三）有效降低勘探施工作業(yè)的成本投入

目前很多地熱、天然氣、礦產(chǎn)勘探的施工地點具有較為完善的電網(wǎng)資源，而且屬于現(xiàn)代功率較高的工業(yè)電網(wǎng)，電力能源，尤其是新能源所產(chǎn)生的電力能源成本較低，而燃油成本較高，使用電能來取代燃油，能夠有效降低鉆井勘探的綜合能耗，而且在設(shè)備運輸方面也能夠有效節(jié)省成本，加之電動機相比柴油機能節(jié)省大量的潤滑油和冷卻液，降低設(shè)備運行時數(shù)和設(shè)備的維護成本。另外也有利于計量管理，減少非生產(chǎn)性流失，有著較為經(jīng)濟的優(yōu)勢，有效地降低了勘探施工作業(yè)的成本投入。

（四）有效減少勘探施工作業(yè)的工作強度

相比結(jié)構(gòu)較為復雜的柴油機動力裝置，交流電動機的結(jié)構(gòu)和故障發(fā)生率較低，你維護工作量較小，并且電動機動力設(shè)備的安裝較為便利，能夠大幅度的降低鉆井機房和運維人員的工作量和工作強度，在人力資源成本投入方面也能夠做到有效的節(jié)省[1]。

二、勘探鉆機柴油機動力改電動機動力的難點

勘探鉆機所使用的柴油機動力改。電動機動力在實際實施過程中理論上是完全可行，但需要注意的是，柴油機動力和發(fā)電機組設(shè)備等方面與電動機動力設(shè)備之間的差異需要通過一定的技術(shù)方法和合理選擇，才能夠使之與勘探鉆機所匹配，具體的難點和問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）勘探鉆機電動機動力設(shè)備選型難點

在勘探鉆機運行當中電動機的選擇方面需要重點考慮長時間作業(yè)情況下，電動機到承載能力。例如，大慶石油鉆機柴油機動力改電動機動力的選型方案當中，其所考慮的是，355kW交流電動機是目前400V電壓下可長時間穩(wěn)定運行的最大功率電動機，如果選用常壓電動機，僅僅使用一臺電動機無法滿足石油勘探鉆機的動力要求，需要選用兩臺或兩臺以上的電動機組成電動機組來提供動力才能夠滿足勘探作業(yè)動力要求，這其中，主要的難點在長時間運行下的穩(wěn)定性和是否能夠滿足鉆機的動力需求。

（二）勘探鉆機電動機動力設(shè)備功率難點

出于電動機動力設(shè)備的功率是否能夠滿足動力要求考慮，如果選擇具有較大功率的高壓電動機，也就是工作電壓為600V或600V以上的電動機，在勘探作業(yè)環(huán)境中，常規(guī)電網(wǎng)無法帶動高壓電動機，需要將常規(guī)市用電網(wǎng)接入并進行升壓變壓器升壓之后，方能夠滿足高壓電動機的運行要求，一方面電能消耗較高，另一方面增加了設(shè)備的繁雜性。

（三）勘探鉆機電動機動力設(shè)備轉(zhuǎn)速難點

柴油機動力發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速輸出與電動機實際輸出轉(zhuǎn)速有著一定的差異。以現(xiàn)有常用的柴油機動力裝置的轉(zhuǎn)速通常正常運行下，輸出轉(zhuǎn)速為1250r/min，而四級電動機為例，實際的傳輸轉(zhuǎn)速則為1460r/min。如此就可以看出電動動力與柴油機輸出轉(zhuǎn)速差距較大，電動機需要經(jīng)過減速機進行減速處理，后方能夠進行鉆機作業(yè)動力供應(yīng)。

（四）勘探鉆機電動機動力設(shè)備運維難點

在勘探鉆機柴油機動力改電動機動力方案當中。對于電動機動力設(shè)備的運維也是其一大難點，主要原因在于如果選擇具有較大功率的直流調(diào)速電動機，能夠有效的實現(xiàn)無極調(diào)速，與柴油機動力與電動機動力轉(zhuǎn)速不一致，這一難點能夠做到有效的解決，但直流調(diào)速電動機的附屬裝置和設(shè)備較多，尤其控制柜的技術(shù)復雜性較高，這對于運行維護人員專業(yè)技術(shù)水平有著較大的要求，對運維的成本和人力資源投入成本較大。

三、勘探鉆機柴油機動力改電動機動力方案應(yīng)用

在勘探鉆機柴油機動力改電動機動力方案的優(yōu)化與應(yīng)用中，以某油田改造方案為例，首先需要考慮的是功率和轉(zhuǎn)速的要求，既要滿足勘探鉆機的功率標準，同時也要協(xié)調(diào)好電動機轉(zhuǎn)速的降速問題，可以采用兩臺常壓電動機并車組成電動機組，也可以采用一臺高壓大功率電動機，經(jīng)減速機減速之后代替柴油機作為勘探鉆機動力。另外，還可配備一臺大功率直流調(diào)速電動機進行替代。這三種方法雖然都可以滿足功率和轉(zhuǎn)速的要求，也同樣有利有弊。需要重點關(guān)注經(jīng)濟性，成本和維護的便利性，同時還要注意勘探鉆井的環(huán)境要求以及可供使用的工業(yè)電網(wǎng)或常規(guī)電網(wǎng)電能供應(yīng)條件。某石油勘探作業(yè)柴油機動力改電動機動力方案，最終通過綜合對比下選擇兩臺常壓電動機并車組成電動機組這一方案，其主要考慮設(shè)備投入和運維成本以及實際作業(yè)環(huán)境條件綜合分析后選擇的。

四、結(jié)束語：

勘探鉆機柴油機動力改電動機動力不但能夠的降低對周邊環(huán)境的污染，同時也能夠減少生產(chǎn)成本的投入、改善工作環(huán)境條件、降低人力資源成本，但在實際的改造方案當中必須要注意的是，需要結(jié)合勘探鉆機的配置和進行電動機設(shè)備的選型和轉(zhuǎn)速的調(diào)整，同時也要注意對電動機功率設(shè)備的配置，增強鉆機調(diào)配的靈活性和適應(yīng)性，充分發(fā)揮出電動化鉆機的優(yōu)勢，為我國勘探事業(yè)提供新的動力。

參考文獻：

[1]方永春，廖明.鉆機動力電代油改造方案分析[J].新疆石油科技，2017（01）：43-48.