修井機油改電節能減排效果分析

文 / 師成燦 陳微熙 袁得芳 青海油田井下作業公司

井下作業是石油行業勘探開發工程技術服務的重要業務，截止2011年底，僅中石油擁有各類修井機2800余臺，年消耗柴油10 余萬t，修井費用近10億元/a，節能減排已成為全行業保持可持續發展、尋求新的發展空間的必然選擇。

1 修井機

修井機是油田井下作業不可缺少的修井專用設備，傳統的修井機以柴油機為動力源，現在已經是一項非常成熟的技術，但是在目前能源日益緊缺，經濟發展與資源環境的矛盾日趨尖銳的背景下，在青海高原油田柴油機工作效率僅為50%左右,能源浪費較為嚴重, 作業成本高。

傳統修井機以其高耗能、高污染、高噪音、高維護費制約著修井裝備行業的發展，而且還存在噪聲污染等一系列環保問題, 既影響一線生產工人的身體健康, 又影響周邊環境質量。并且隨著能源價格上漲，以柴油機為動力的傳統修井機的運行成本不斷升高，僅青海油田就有70余臺修井機，年消耗柴油2500余t，運行成本近3000萬元。

在青海油田，僅以250型修井機為例，單臺修井機在工作量飽滿的情況下，年平均消耗柴油約為41.74t/a，折合人民幣31.13萬元/a，折合碳排放量為146.41t/a，由此可見，我們是生產石油的行業，但也是碳排放高、石油消耗巨大的行業。

2 XJ-250電動修井機的研制

對原有耗能較大的工藝及設備進行更新和改造，加快節能減排技術的研發，通過技術革新實現節能降耗，降低日常運營成本是目前國內外各油田的首要任務之一，利用綠色、清潔、環保的電能是我們井下作業修井設備是必走之路。

2.1 電動修井機結構改進

常規XJ-250電驅修井機在臺上作業、底盤行駛時共用車裝進口發動機和進口液力變速器。液力變速器帶有分動箱，將動力分別傳遞給底盤車各驅動橋和車上角傳動箱。角傳動箱通過鏈條、傳動軸等將動力分別傳遞給主滾筒和轉盤。該類型修井機經過不斷改進，其速度、提升能力等均較為成熟，但其高能耗、高污染、高排放的“三高”問題，已然不符合目前的環境形勢。

因此，青海油田經過5年的潛心研究試驗，從結構上對250型修井機進行了重新設計，即使用交流變頻電機、國產柴油發動機、設計組合式分動箱，改變了傳動結構，并替代了進口柴油機和變矩器。簡化了機械傳動結構, 并實現了在作業中完全使用油區內安全、經濟的油田電網。

2.2 改進中的問題及解決方法

（1）該車的蓄電池組做為電源補償和能量回饋單元，其安裝位置距離與地面較近，在油區狀況惡劣的路上行駛，是安全隱患存在點。經重新設計，調高柜底與地面的距離。

（2）該電動修井機重新設計了組合式分動箱替換了原車的分動箱，增加電機動力輸入端。電機和并車分動箱通過聯軸器運行，在工作中發生動力傳遞不平穩，從而造成整個動力傳遞系統不穩定。通過提高設備的工裝水平，專業機構調平，檢測動平衡效果得以解決。

（3）電動液壓泵供液不足，噪音大，在長時間工作時液壓泵會出現過熱現象，會導致液壓機的燒壞。原因主要是進油管線過長，孔徑太小造成，經重新更換管線，調整布管方式得以解決。

2.3 目前運行情況及優點

目前設備在小修、大修過程中均運轉正常，顯示了新設備的優越性，其優點主要有以下幾點：

（1）以電代油，節能降耗效果十分顯著，有利于節約能耗、降低成本。

（2）交流電機替代了進口動力，延長了對發動機的維護保養周期，從而節省維修保養費用。

（3）以電代油，碳排放量明顯減少，以更好地分解國家節能減排指標。

（4）現場作業噪音小，由原來120dB降至不超過60dB，有效保證了操作工人身心健康。

（5）全車均采用國產配件，有效減少設備維修、維護成本。

3 XJ-250電動修井機現場應用節能減排分析

青海油田設計制造的XJ-250電動修井機經過近兩年超過240口井的使用，在節約能源、降低油田開采成本上創造出了巨大的經濟效益和社會效益，詳見表1。

該電動修井機的研制，使油田在不改變原有生產規模的情況下，大大降低燃油的耗用量，有效降低了企業的燃油、維修費用，產生顯著經濟效益，減少燃油使用的同時也減少了二氧化碳的排放總量，降低企業運行成本，也減輕了對環境的影響，社會效益和環保效益顯著。