網(wǎng)電替代柴油發(fā)電機組在機械鉆機中的應(yīng)用

王洪臣　楊東　王慶江

【摘 要】機械鉆機作為現(xiàn)階段石油鉆井鉆機的主力，已存在相當(dāng)長的時間。現(xiàn)階段，利用網(wǎng)電對現(xiàn)有機械鉆機進(jìn)行局部替代，以循序漸進(jìn)的方式來實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，降低設(shè)備噪聲，達(dá)到節(jié)能、降耗、減污、增效的目的，是鉆井工作者一個長期而艱巨的任務(wù)，渤海鉆井總公司對此進(jìn)行了一些有益的嘗試。本文對網(wǎng)電替代柴油發(fā)電機組在機械鉆機的一種技術(shù)方案進(jìn)行分析研究，在公司機械鉆機井隊推廣已取得了顯著地經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)電；發(fā)電機組；機械鉆機；應(yīng)用

0 緒論

目前，渤海鉆井總公司鉆井生產(chǎn)施工的鉆機主要為機械鉆機和電動鉆機，機械鉆機占鉆機總數(shù)的70%。只有30%為電動鉆機。機械鉆機的主要動力源是柴油內(nèi)燃機，包括驅(qū)動絞車的內(nèi)燃機和供鉆機、生活用電的柴油發(fā)電機組，每部機械鉆機配備2部柴油發(fā)電機組。雖然網(wǎng)電技術(shù)是今后鉆機的發(fā)展趨勢，但受設(shè)備更新資金投入的限制，現(xiàn)階段以柴油內(nèi)燃機作為驅(qū)動的鉆機還有很大的使用空間，以打造綠色鉆井，節(jié)能、清潔、高效生產(chǎn)為目標(biāo)的愿景還有一定距離。但是，渤海鉆井總公司利用有限的資金，以循序漸進(jìn)、局部改造的方式，充分利用現(xiàn)場現(xiàn)有的網(wǎng)電對柴油發(fā)電機組進(jìn)行替代，最大限度的達(dá)到節(jié)能、降耗、減污、增效的目的。

1 應(yīng)用前機械鉆機發(fā)供電用電系統(tǒng)情況

正常工作采用柴油機驅(qū)動，柴油消耗量大，備用機組為保證發(fā)電機工況正常，需定期進(jìn)行啟動試驗和充電操作，維護(hù)工作量較大，柴油機存在著冬季難啟動，會出現(xiàn)故障率較高等問題，常常會影響井隊的正常生產(chǎn)。大部分機械鉆機供電系統(tǒng)配置包括兩臺柴油發(fā)電機組，用電系統(tǒng)包括鉆井液循環(huán)系統(tǒng)用電、鉆臺液壓站用電、機房供油、供水用電、生活區(qū)用電。以ZJ45型鉆機為例，柴油發(fā)電機組（兩臺）額定功率為800KW，用電系統(tǒng)總功率為495.15KW，用電系統(tǒng)總功率組構(gòu)成表（見表1）。整個鉆機系統(tǒng)用電靠兩臺柴油發(fā)電機組發(fā)電（見意圖 1）。柴油燃料價格飛漲，降低了經(jīng)濟(jì)效益，這種動力方式發(fā)電能源利用效率低，而且還會產(chǎn)生大量的有毒有氣體和噪聲，對環(huán)境造成一定的污染，冬季施工時，由于環(huán)境溫度的影響和保溫措施落實的影響，時常會造成斷電現(xiàn)象，嚴(yán)重影響鉆井生產(chǎn)和井下安全。

圖1 應(yīng)用前發(fā)供電系統(tǒng)電路示意圖

2 技術(shù)方案

井場配備一條6KV網(wǎng)電，配備一座500KV變壓器，配備一座500KV移動變電站，網(wǎng)電下端連接變壓器，變壓器下端連接移動變電站，變電站連接至原柴油發(fā)電機配電箱，為整個井場供電。連接電路圖見圖2。

3 應(yīng)用后設(shè)備使用情況

提高了供用電系統(tǒng)穩(wěn)定性，滿足鉆機系統(tǒng)滿負(fù)荷用電要求，提高能源利用率，減少噪聲污染和排放的煙氣對環(huán)境的污染，冬季施工杜絕了斷電和柴油機發(fā)電機組無法啟動的問題，減輕了工人的勞動強度，改善了周圍居民和工人的生活環(huán)境和工作環(huán)境。

4 效益及分析

一部400GF沃爾沃柴油發(fā)電機組燃油消耗為200g/KW.h，從開鉆到完井24小時發(fā)電，用電總功率為495.15KW，按照用電設(shè)備使用效率60%，每天24小時消耗電量297.09KW.h，按照工業(yè)用電0.79/KW.h元計算，每天24小時用電費用是234.71元，每天24小時消耗柴油59.42gk，每千克柴油按照6.62元計算，每天24小時用柴油發(fā)電機組發(fā)電費用是393.36元。如果用柴油發(fā)電機組發(fā)電每天24小時可節(jié)約費用158.55元。月節(jié)約4756.5元，年節(jié)約57078元。每月節(jié)約人工費用3000元，年節(jié)約人工費用36000元，年共節(jié)約費用93078元，對減少氣體排放污染和減少噪聲效益巨大，節(jié)能、降耗、環(huán)保效果顯著。

表1 ZJ45型鉆機用電系統(tǒng)總功率構(gòu)成表

圖2 應(yīng)用后網(wǎng)電供電系統(tǒng)連接電路示意圖

5 技術(shù)推廣建議

大部分油區(qū)高壓電網(wǎng)分布均勻，使用高壓電網(wǎng)供電，供電電壓穩(wěn)定；解決了柴油發(fā)電機組斷電造成的井下工程問題；使用高壓電網(wǎng)供電，使柴油發(fā)電機組成為備用動力，大大減少其運行時間，減少機件磨損和設(shè)備折舊，降低柴油發(fā)電機組的維護(hù)保養(yǎng)（機油、濾芯、配件維修等消耗）費用，延長柴油發(fā)電機組的使用期限；使用高壓電網(wǎng)供電，符合環(huán)保節(jié)能要求，降低鉆井施工噪聲和廢氣排放污（下轉(zhuǎn)第103頁）（上接第94頁）染；使用高壓電網(wǎng)供電，與柴油機發(fā)電機組相比在節(jié)能上有明顯效果，在公司機械鉆機井隊推廣已取得了顯著地經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

【參考文獻(xiàn)】

[1]喬建華，孫長征.網(wǎng)電鉆機節(jié)能效果分析及應(yīng)用前景[J].中國設(shè)備，2011（6）.

[2]施建國，等.中原油田元壩區(qū)塊網(wǎng)電鉆井改造技術(shù)應(yīng)用研究[J].石油天然氣學(xué)報：江漢石油學(xué)院學(xué)報，2009（2）.

[3]張連山.2010年世界石油鉆機技術(shù)發(fā)展水平預(yù)測[J].鉆采工藝，1998，21（3）：40-44.

[責(zé)任編輯：曹明明]