鉆機發電機房幾項新技術的應用

李軼鵬，范亞民，李小勇

（1.渤海石油裝備中成裝備制造公司，天津300280；2.寶雞石油機械有限責任公司，陜西寶雞721002；3.西安特種設備檢驗檢測院，西安710068） ①

鉆機發電機房幾項新技術的應用

李軼鵬1，范亞民2，李小勇3

（1.渤海石油裝備中成裝備制造公司，天津300280；2.寶雞石油機械有限責任公司，陜西寶雞721002；3.西安特種設備檢驗檢測院，西安710068）①

石油鉆機原有的發電機組已不能較好地適應現有鉆井工程施工及井隊配套生活對用電量的需求。分析了整體式發電機房的組成；設計分析了雙渠道燃料供回系統、煙道滅火裝置、排污系統及相關系統，有效地提高了整體式發電機房整體性能，更好地滿足了鉆井現場的使用，同時獲得了較好的經濟效益。

發電機房；燃料供回系統；煙道滅火裝置；排污系統

隨著油田對節能減排及環保的要求越來越高，石油鉆機原有發電機組已不能很好地適應鉆機及井隊配套生活及工程設施的需求。筆者根據用戶和環保的要求，以7 000m鉆機所配發電機房為例，設計了雙渠道燃料供回系統、煙道滅火裝置、排污系統及相關系統，經現場使用，達到了目的和要求，可為同行提供參考。

1 發電機房組成分析

7 000m發電機房通常由4棟主發電房和1棟輔發電房組成，每棟機房均有燃料供回管線、氣路管線、照明電路和排污系統，機房之間的線路要連在一起，同時要求占用空間小、可移動性強、拆裝方便。這5棟發電房要有機地結合為統一的動力井場發電模塊，以適應于鉆井現場惡劣的作業工況［1］。

2 雙渠道燃油供回系統

2.1 組成

發電機房雙渠道燃料供回系統主要由柴油供油和回油2部分組成。柴油的供回油又分為2種方式，如圖1所示。

1） 供回油均由發電房內的小柴油罐（日油罐）提供和回收，發電房外的高架油罐只負責給發電房內的小柴油罐供油，供滿后自動停供（如圖1所示打開閥門3和4，關閉閥門1和2）。

2） 供回油均由發電房外井場上的高架油罐提供和回收，而不經過發電房內的小柴油罐（如圖1所示打開閥門1和2，關閉閥門3和4）。

圖1 雙渠道燃油供回系統原理

2.2 管路設計

發電機房的管路設計如圖2，主要是由1條總供油和1條總回油組成?？偣┯团c發電機房內小柴油罐相連接，由連接在總供油管路和柴油罐之間的磁力驅動泵控制供油管路與柴油罐之間柴油的補給。再由它們之間管路上的閥門控制柴油罐是否為供油的主體。總供油管線在3號發電機房內變徑分支，供給各主輔發電機。由于輔發電機房不回油，所以只有主發電機將4路回油管線回到3號發電機房內的總回油管線上。3號發電機房內的小柴油罐為不銹鋼油罐，體積4m3。主供回油管線均為?50.8mm（2英寸）主管線，柴油發電機組的供油管線?25.4mm（1英寸），回油管線?22mm（3／4英寸）。供回油可均由發電房內的小柴油罐（日油罐）提供和回收，也可由發電房外井場上的高架油罐直接提供和回收。由主管線向柴油發電機組的供回管線均采用耐油耐壓的軟管線連接，拆卸維修方便，解決了以往無縫鋼管之間的接頭處一旦漏油無法更換的問題。

其余主管線均采用無縫鋼管，便于與井場上柴油罐線的連接［2］。

圖2 發電機房管路布置

2.3 小柴油罐（日油罐）設計

小柴油罐的材料為不銹鋼，罐上配有自動液位開關、磁懸浮雙色液位計、防火帽、上吊板和柴油罐固定件、柴油罐放空等裝置和構件。其主要作用是：

1） 井場上高架油罐里的來油經小柴油罐起沉淀凈化作用，提高柴油的利用率。

2） 井場上高架油罐里的柴油供給不足時，小柴油罐可以作為一個儲備罐提供燃料給發電機組，確保發電機組正常使用。

3） 可以對發電機組的回油進行冷卻。

按小柴油罐液位控制器上、下液位限位之間的柴油量能供1臺發電機組工作10h計算，柴油罐上、下液位之間的體積為3.06m3，最后確定為4 m3，自動液位控制器的上、下限位高度差為1.5m。

2.4 小柴油罐自動供油裝置

小柴油罐上裝有液位計和自動液位控制開關。自動液位控制開關設有上、下液位限位。當柴油罐里的柴油達到設定的上限位時，自動液位開關會控制與其相連的磁力驅動泵停泵，使總供油管路停止向柴油罐里供油。當柴油罐內的柴油液面降低至設定的下限位時，自動液位控制開關又控制開啟磁力驅動泵，經磁力泵使柴油總供油管路中的柴油能順利向小柴油罐內供油，以滿足小柴油罐的供油需求。使用小柴油罐供油時，關閉總供油閥門。其控制原理圖如3所示。

圖3 柴油罐自動供油控制原理

當小柴油罐內的柴油液面到達設定的下限位時，自動液位控制器開動觸點閉合，將信號傳給交流接觸器，控制交流接觸器主觸點閉合從而控制柴油泵開啟；當小柴油罐內的柴油液面到達設定的上限位時，自動液位控制器停止觸點斷開，將信號傳給交流接觸器，控制交流接觸器主觸點斷開從而控制磁力泵停止工作。

2 煙道滅火裝置

為了適應鉆井現場井控的需要，進一步提高鉆井隊生產作業的安全性，在發電機房煙道口處增設煙道滅火裝置，可以熄滅煙道口處產生的火花。發電機房的煙道滅火裝置主要由水管線和噴頭式滅火裝置組成，如圖4所示。

圖4 煙道滅火裝置

井場來水通過軟管線輸送到上面由?12.7mm（1／2英寸）細管線做的上水管線上，水經上水管線直接輸送到煙囪內的噴淋器噴頭上，達到滅掉煙囪內火苗的目的；下面?38.1mm（1英寸）的出水管線從煙囪底部通過軟管連接到回水主管線上，用于排水。供回水主管線均通過管座固定在房頂上，發電機房各水管之間用軟管連接。

噴淋器上出水孔的分布如圖5所示，此種布孔方式可以使噴淋器的噴淋面積覆蓋整個煙囪內壁，達到噴淋效果的最大化和最優化。噴淋裝置具有熄滅煙囪內火花的作用，達到了設計要求。

圖5 噴淋區域示意圖

4 排污系統

整體式發電房的排污系統主要由機油排污、水箱排污和廢氣排放3部分組成，如圖6。

圖6 整體式發電房排污系統

4.1 機油排污

廢機油的排放方式分為普通排放和強制排放。

1） 普通排放 將5臺發電機的排廢機油口用軟管線連接，并匯到1根總管上，機油由主管排放到指定的容器中。

2） 強制排放 冬季寒冷的惡劣工況往往造成機油發稠，不能直接排放出去。在原有機油排出主管線上設計了1條支管，支管上連接齒輪泵，采用強排方式時，關閉機油總管線出口的閥門，打開支管齒輪泵，由齒輪泵實現強排。

4.2 水箱的排污

水箱采取直接排污的方式，將廢水排放管線直接引到發電房外的指定容器中。

4.3 廢氣的排放

圖7 廢氣渣收集排放裝置

廢氣的排放包括廢氣和廢氣渣共同排放，如圖7。廢氣通過鋼管從房頂排放到房外，排氣管頂部安裝有防雨帽。廢氣渣收集排放裝置省掉了以往的大量管線，減少了工作量，使用戶可以方便、快捷、高效地收集清理廢氣渣。

5 結論

1） 雙渠道燃料供回系統解決了單純采用高架油罐帶來的不足，確保給發電機組正常供油，設計了小柴油罐既可作為一個儲備罐提供燃料給發電機組；又可對發電機組的回油進行冷卻。

2） 在發電機房排氣煙道口處設計了煙道滅火裝置，可以熄滅煙道口處產生的火花，提高了鉆井隊生產作業的安全性。

3） 合理設計了廢油、廢水、廢氣管路，節能減排，符合環保要求。

［1］ 稅理中.江蘇油田鉆機網電拖動技術改造［J］.石油礦場機械，2011，40（6）：94－97.

［2］ 李克寧.新型鉆井柴油機供油裝置設計與應用［J］.石油礦場機械，2010，39（2）：90－92.

1001－3482（2012）01－0091－04

TE922

B

2011－09－23

李軼鵬（1984－），男，天津人，工程師，2006年畢業于江漢石油學院機械設計制造及其自動化專業，主要從事石油鉆井裝備研制工作，E－mail：liyipeng＿cc＠126.com。