石油鉆井設備節能措施及建議

周永紅

（勝利油田渤海鉆井總公司國際鉆井事業部，山東 東營 257200）

1 石油鉆井設備的能耗現狀

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

目前我國石油鉆機數量眾多，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，促進企業經濟效益和社會效益的提升。

2 石油鉆井設備節能措施

2.1 使用節能新技術

在設備選型配置時采用高效節能新技術，優先選用效率高、能耗小的設備，實現原動機和傳遞效率的節能。

2.1.1 選用電噴柴油機。柴油機電噴技術由電控調速器取代了機械調速器的旋轉飛重等裝置,使轉速控制更加精確。發動機控制模塊ECM按程序對柴油機的運轉工況選擇最佳的噴油，根據機油溫度和增壓壓力精確控制噴油定時和噴油量，改善燃油經濟性和燃燒效果，并且使柴油機在穩態及瞬態工況下的煙度能夠滿足EPA排放法規的限制。

2.1.2 使用無功補償和諧波抑制技術。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后功率因素提高至0.92，5次諧波降低到6%。通過現場實用的統計數據，日均節油0.5－0.6噸，節能效果十分明顯，經濟效益顯著。

2.1.3 使用高效率的傳動設備。機械鉆機經過更新改造，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 機械鉆機使用節能發電機。機械鉆機存在著動力匹配不合理現象，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電機，可以減少使用一臺柴油發電機，節約燃料，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節能發電機，較好達到了利用鉆機柴油機富余動力,節能降耗的目的。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，根據其特性曲線，經濟工況為:轉速在1300r/min附近，負荷率大于75%。因此，提高柴油機的負荷率是節能降耗有效途徑。應用300kW左右的鉆機富余功率發電，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，達到其經濟工作狀態，燃油消耗率就會明顯降低，節能效果非常明顯。

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，也是行之有效的節能手段。

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

2.2.2 正確維護保養。根據不同設備的維護保養要求和實際使用情況，對設備進行正確的維護保養。例如通過調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，提高柴油的使用和轉化為效率。

2.2.3 預防性維修。石油行業經過多年的發展，特別是設備監測技術的發展，設備維修方式也由原來的故障維修或計劃維修向現在的預防性維修轉變。預防性維修能夠根據設備的運轉狀況，在設備事故發生前，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的影響。從而達到節能降耗、提高經濟效益。

3 石油鉆井設備節能建議

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

3.1 建立健全節能制度，加強目標考核。各石油鉆井公司可根據自身的實際情況，自上而下的建立宣傳節能、管理節能的機構，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，并將節能目標納入生產經營考核體系，嚴格考核兌現。

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，建立資源節約型企業，是每個人應盡的社會責任，也是公司內在發展的需要，同時把節能目標和每個人的切身利益聯系起來，使每名員工逐漸養成自覺節約資源的良好習慣

4 結束語

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

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