試析石油企業(yè)鉆井設(shè)備的能源消耗現(xiàn)狀及節(jié)能改進(jìn)建議

劉劭

（中石化中原石油工程有限公司鉆井一公司，河南 濮陽(yáng) 457000）

試析石油企業(yè)鉆井設(shè)備的能源消耗現(xiàn)狀及節(jié)能改進(jìn)建議

劉劭

（中石化中原石油工程有限公司鉆井一公司，河南 濮陽(yáng) 457000）

節(jié)能減排屬于國(guó)內(nèi)的一個(gè)基本國(guó)策，而石油企業(yè)能量消耗大主要因?yàn)槭偷你@井設(shè)備所致，因此，要想提高石油企業(yè)的節(jié)能效果，需要從鉆井設(shè)備著手，降低能源消耗量。本文主要分析了石油企業(yè)的鉆井設(shè)備能源的消耗現(xiàn)狀與節(jié)能降耗過程中的一些問題，然后提出石油企業(yè)的鉆井設(shè)備節(jié)能改進(jìn)對(duì)策，進(jìn)而促進(jìn)石油企業(yè)可持續(xù)的發(fā)展。

石油企業(yè)；能源消耗現(xiàn)狀；節(jié)能改進(jìn)對(duì)策

鉆井設(shè)備能耗一般是原煤、柴油與汽油，在總能耗中分別占比為15%、25%與47%。因此，需要針對(duì)鉆井設(shè)備能耗大的情況，建立安全監(jiān)督體系，并進(jìn)行貫徹落實(shí)，切實(shí)實(shí)施節(jié)能減排的方針。此外，還要研究各種新型鉆井技術(shù)，以降低鉆井的周期，提高鉆井的效率。

1　國(guó)內(nèi)石油企業(yè)中鉆井設(shè)備能源消耗的現(xiàn)狀

根據(jù)能量與能源轉(zhuǎn)化的原理，能夠把石油的鉆井設(shè)備分成兩個(gè)種類：驅(qū)動(dòng)機(jī)與原動(dòng)機(jī)。原動(dòng)機(jī)作用主要是把外部提供能量當(dāng)做設(shè)備運(yùn)行染料，在燃燒釋放過程中，把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑蛘呤菣C(jī)械能，推動(dòng)設(shè)備工作與運(yùn)行；驅(qū)動(dòng)機(jī)主要是吸收外部電能與機(jī)械能，或是把原動(dòng)機(jī)中部分能量實(shí)施二次劃分，確保鉆井設(shè)備正常的工作。可見，石油鉆井的設(shè)備大部分能量的消耗主要在驅(qū)動(dòng)機(jī)和原動(dòng)機(jī)上，為完成鉆井設(shè)備節(jié)能減排的目標(biāo)，需要加大驅(qū)動(dòng)設(shè)備傳遞效率與降低原動(dòng)機(jī)能量消耗量。相關(guān)數(shù)據(jù)與調(diào)查中表明，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)石油行業(yè)的市場(chǎng)上鉆井設(shè)備的種類比較豐富，雖然針對(duì)各種生產(chǎn)需求與地質(zhì)條件來研發(fā)鉆井的設(shè)備，在某種程度上可以滿足不少石油的鉆井設(shè)備需求，但仍然會(huì)加大行業(yè)市場(chǎng)管理難度。所以要想達(dá)到鉆井設(shè)備節(jié)能減排的效果，降低能源與資源的浪費(fèi)，需要強(qiáng)化石油企業(yè)鉆井設(shè)備的行業(yè)監(jiān)督管理力度，遵循可持續(xù)的發(fā)展觀，進(jìn)而提高石油行業(yè)經(jīng)濟(jì)的價(jià)值[1]。

2　石油企業(yè)的鉆井設(shè)備節(jié)能降耗主要問題

（1）油料能耗節(jié)能意識(shí)比較欠缺。因?yàn)橐痪€工作人員自身的教育程度存在差異，不少技術(shù)工作者在實(shí)踐工作時(shí)缺少節(jié)能降耗理念。導(dǎo)致使用油料時(shí)，存在浪費(fèi)的情況，如在油工服清洗時(shí)需要汽油清洗，冬天通過噴燈來取暖等。

（2）生產(chǎn)技術(shù)的落后加大了能耗。部分鉆井隊(duì)伍使用的鉆井技術(shù)比較落后，并且能耗比較大，如欠缺節(jié)能環(huán)保的意識(shí)，沒有將一些落后高能耗的設(shè)備及時(shí)淘汰；鉆井的工藝流程不夠靈活，鉆井的周期比較長(zhǎng)；部分鉆井工區(qū)的先進(jìn)技術(shù)與清潔能源比較缺乏。

（3）鉆井設(shè)備能耗高與老化。目前，暢游鉆井設(shè)備主要包含驅(qū)動(dòng)機(jī)與原動(dòng)機(jī)，兩者能耗原理如下：原動(dòng)機(jī)把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能或者是機(jī)械能，而驅(qū)動(dòng)機(jī)則是通過所轉(zhuǎn)化機(jī)械能或是電能進(jìn)行做功，以此鉆井。通常情況下，原動(dòng)機(jī)主要包含發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)；驅(qū)動(dòng)機(jī)主要包含電動(dòng)機(jī)、聯(lián)動(dòng)機(jī)以及泥漿機(jī)械等，但是不包含原動(dòng)機(jī)的設(shè)備。在鉆井的過程中，關(guān)鍵能耗都是來源于原動(dòng)機(jī)的燃燒化學(xué)能與驅(qū)動(dòng)機(jī)能量轉(zhuǎn)化的效率，如果這兩種設(shè)備沒有及時(shí)更換，極其容易老化，加之，耗能比較高，從而影響節(jié)能減排的工作開展[2]。

3　石油企業(yè)鉆井設(shè)備節(jié)能的主要對(duì)策

（1）強(qiáng)化鉆井設(shè)備使用的管理力度。做好預(yù)防維護(hù)的工作：在石油行業(yè)多年發(fā)展的過程中，逐漸建立起完備界限設(shè)備的檢測(cè)方案，這在很大程度上彌補(bǔ)了過去認(rèn)為觀察的檢修方式缺陷，并且全程都是通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，鉆井設(shè)備維修方式也從傳統(tǒng)故障維修的方式轉(zhuǎn)變成預(yù)防維修。在故障發(fā)生之前實(shí)施預(yù)防性的維修，可以事先消除設(shè)備故障，大幅度降低設(shè)備維修的費(fèi)用，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)的效益。

（2）根據(jù)實(shí)際開采的情況對(duì)原動(dòng)機(jī)功率參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。在開采使用的過程中，需要對(duì)原動(dòng)機(jī)的功率參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，保證其合理性，這樣可以保證運(yùn)動(dòng)機(jī)在節(jié)能狀態(tài)下工作，同時(shí)確保效益最大化以及開采正常進(jìn)行。同時(shí)還要應(yīng)用計(jì)算機(jī)的技術(shù)，對(duì)各個(gè)井道作業(yè)運(yùn)動(dòng)機(jī)的開動(dòng)臺(tái)數(shù)進(jìn)行精確計(jì)算，減少動(dòng)力的利用率，防止發(fā)生能源浪費(fèi)的情況。

（3）定期維護(hù)保養(yǎng)鉆井設(shè)備。因?yàn)槭烷_采環(huán)境比較特殊，需要定期清潔與維護(hù)鉆井設(shè)備，并且還要針對(duì)各個(gè)類型設(shè)備工作實(shí)際情況，采取合理、科學(xué)化技術(shù)來檢修與維護(hù)設(shè)備，經(jīng)過全方面檢查，保證鉆井設(shè)備能夠在最佳狀態(tài)下進(jìn)行工作，這樣既可以延長(zhǎng)鉆井設(shè)備使用的壽命，又可以保證使用開采工作順利進(jìn)行[3]。

（4）充分的應(yīng)用各種新技術(shù)。①機(jī)械鉆機(jī)應(yīng)用節(jié)能的發(fā)電機(jī)：由于傳統(tǒng)的機(jī)械鉆機(jī)缺乏精確的計(jì)算機(jī)的控制體系，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致鉆井動(dòng)機(jī)發(fā)生不匹配的情況。

究其原因，鉆機(jī)對(duì)于電壓強(qiáng)度的要求比較嚴(yán)格，若工作的電壓在70%以下，極其容易造成鉆機(jī)的效率減??；各個(gè)井隊(duì)間柴油的發(fā)電機(jī)具體型號(hào)不匹配功率，致使開采過程經(jīng)常會(huì)發(fā)生程序之間無法銜接的情況。相關(guān)數(shù)據(jù)中表明，每年機(jī)械鉆機(jī)消耗能源與柴油在鉆井總消耗中占比為30%，而相應(yīng)石油產(chǎn)量卻沒有獲得相應(yīng)提升。所以需要在確保石油鉆井的設(shè)備正常工作下，不斷引進(jìn)與應(yīng)用高性能節(jié)能的設(shè)備，充分發(fā)揮節(jié)能降耗效用。②選擇電噴式的柴油機(jī)。經(jīng)應(yīng)用現(xiàn)代化的技術(shù)，可以把傳統(tǒng)機(jī)械式調(diào)速器旋轉(zhuǎn)飛重控制替換成電控使調(diào)速器的控制，這樣可以加大控制準(zhǔn)確性，以便及時(shí)對(duì)設(shè)備運(yùn)行速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而降低設(shè)備的能耗。在設(shè)備實(shí)際運(yùn)作的過程中，相關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)中心控制處ECM可在接收指令以后，按照柴油機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，選用最佳噴油的方式，還可以按照油箱內(nèi)部柴油的剩余量與柴油溫度實(shí)施高度精確調(diào)控與感知，進(jìn)而提高設(shè)備的柴油燃燒率。而且充分燃燒柴油所排出氣體濃度能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放的指標(biāo)，同時(shí)符合EPA規(guī)定排放的標(biāo)準(zhǔn)。③應(yīng)用高效率傳輸?shù)脑O(shè)備。就國(guó)內(nèi)當(dāng)下石油鉆井的設(shè)備現(xiàn)狀而言，在近幾年設(shè)備的更新?lián)Q代下，傳統(tǒng)大慶的ZJ45J型與Ⅱ型鉆機(jī)逐漸被新型鉆機(jī)所取代，經(jīng)過技術(shù)的改良以后，逐漸大規(guī)模應(yīng)用鏈條并車的驅(qū)動(dòng)式鉆機(jī)，有效提高了石油鉆井質(zhì)量與效率。

（5）加強(qiáng)工作人員節(jié)能的意識(shí)。①做好員工節(jié)能宣傳的工作：石油企業(yè)的宣傳部門需要加大節(jié)能宣傳的力度，粘貼一些節(jié)能的標(biāo)語(yǔ)，創(chuàng)造一個(gè)全員參與渠道與氛圍，使得每一個(gè)員工都可以認(rèn)識(shí)到能源節(jié)約重要性，同時(shí)讓每一個(gè)員工了解節(jié)能降耗和個(gè)人切身利益息息相關(guān)，進(jìn)而讓員工自覺培養(yǎng)節(jié)能的行為。②在企業(yè)內(nèi)部成立基層節(jié)能的標(biāo)桿隊(duì)伍。基層節(jié)能的標(biāo)桿對(duì)屬于基層單位的學(xué)習(xí)樣板，在節(jié)能的工作上有著卓越貢獻(xiàn)，甚至可以創(chuàng)出新紀(jì)錄與高水平。此外，石油企業(yè)還有不斷完善鉆井設(shè)備節(jié)能方式與總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高節(jié)能標(biāo)桿隊(duì)伍的綜合能力，進(jìn)而提高鉆井設(shè)備節(jié)能效果。③從細(xì)節(jié)做好節(jié)能工作。在開始鉆井之前，需要和預(yù)算工作人員共同預(yù)算鉆井的費(fèi)用，把鉆井隊(duì)伍可控運(yùn)費(fèi)、油料與資料費(fèi)等能源的消耗情況進(jìn)行細(xì)化，同時(shí)還要和業(yè)績(jī)相聯(lián)系，每個(gè)月實(shí)施定期的考核。在完成鉆井以后，需要重點(diǎn)進(jìn)行分析，對(duì)鉆井設(shè)備的節(jié)能情況總結(jié)，盡可能從細(xì)節(jié)節(jié)約，降低能耗。

4　結(jié)語(yǔ)

總之，石油的鉆井設(shè)備屬于石油企業(yè)的能源消耗關(guān)鍵性部分，而鉆井設(shè)備中耗能比較大的是原動(dòng)機(jī)能源消耗與驅(qū)動(dòng)機(jī)傳遞效率。所以需要高度重視鉆井設(shè)備日常維修和保養(yǎng)工作，同時(shí)還要不斷改進(jìn)現(xiàn)有石油的鉆井設(shè)備，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約能源與節(jié)省成本的目標(biāo)。

[1] 孫炎，何洋，劉婕.GDP增長(zhǎng)與能源消耗關(guān)系的實(shí)證分析——以云南省煤炭、電力、石油為例[J].全國(guó)商情·理論研究，2013,16(04):54～56.

[2] 張偉.基于供需模型的石油資源可持續(xù)發(fā)展對(duì)策分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013,21(16):35～37.

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A

1671-0711（2016）09（下）-0127-02