鉆井工程的節電潛能及具體措施研究

趙海延 （大慶鉆探國際事業部蒙古項目部）

鉆井工程的節電潛能及具體措施研究

趙海延 （大慶鉆探國際事業部蒙古項目部）

降低能源消耗，提升資源的使用效率，實現消耗式生產向高效環保能源利用的經濟增長在我國能源利用中變得越來越重要，在持續貫徹科學發展觀的政策方針下，節電技術在石油鉆井企業的生產中意義重大。當前石油企業在節能的概念認知和管理方面存在著缺陷，在石油生產中，尤其石油鉆井設備電能耗量大，因此，石油鉆井工程上的節電潛能及具體措施變得十分重要。

石油鉆井；節電潛能；節能措施

電力消耗在陸上石油工業中的能量消耗比例為1/3，不斷挖掘石油企業的節電潛能，做好有效的節電工作是石油企業提升自身經濟效益的重要措施。近年來，我國石油企業在節約電能上提出了各種科學管理策略，實現了節電技術的長足進步，且獲得了十分有效的節電效果。采用節能抽油機，同時使用節電箱和節能電動機等，取得了顯著效益；但和先進水平比較仍舊存在著較大的差異，對此還需要針對企業的節能潛能以及具體措施展開相應研究。

1 鉆井設備能耗情況

根據能源能量的轉化，石油鉆井設備基本上分為原動機和驅動機。原動機發揮的主要功能是將能源在原動機中實現燃燒，并將能源的化學能進行釋放，在釋放過程中將化學能轉化為機械能，或者向電能轉化并實現電能的儲備；驅動機的主要功能是在吸收或對原動機產生出的機械能實行重新分配進而做功，在鉆井生產中發揮一定的功能[1]。鉆井機械設備的原動機主要使用柴油機、發電機以及燃氣機，且對柴油發電機和燃氣發電機進行了包含。原動機之外的各種運轉機械設備都在驅動機范圍內,如聯動機、轉盤、偶合機等。

2 鉆井設備節能技術

2.1新節能技術應用

在選擇鉆井設備的配型中，優先選擇耗能低、效率高的機械設備，利用新技術實現節能效果，提升原動機和傳送機的效率，達到節能效果。

2.1.1 電噴式柴油機

電控調速器在柴油機旋轉飛重裝置中的利用，實現原來機械調速器的電噴模式，精確化控制轉速。發動機ECM的控制模式要以相應的程序為依據，在柴油機運轉中達到最佳噴油狀態，同時與柴油的壓力、溫度等信息進行相應的結合，精確化控制噴油時間和數量，增大燃油機在燃燒中釋放的能量，達到最佳能量釋放效果，實現經濟效益的提升，保證柴油機在瞬間能力釋放和穩定工作前提下實現煙度在EPA限制以內的排放，進而達到節能和環保的效果[2]。

2.1.2 無功補償和諧波抑制技術

平均功率因素為0.5的直流電動鉆機，在5次諧波中的最大效率為44%。但是該裝置在利用了無功補償和諧波抑制技術以后，直流電動鉆機的功率因素可以提升至0.93，在5次諧波下可以實現能耗降低至6%[3]。依據現場統計結果，上述技術的應用每天可節油0.5 t，節能效果十分顯著。

2.1.3 節能發電機

機械鉆機設備中最常出現的情況就是動力匹配不協調。鉆機符合通常情況下不到70%，但是鉆井隊通常會配備2臺功率約為400 kW的柴油發電機設備。鉆機的年消耗柴油量在整個鉆井過程中的可控成本約為30%，但發電上的柴油消耗量占總體消耗比重的1/4[4]。因此，增加鉆機的負荷，可以對鉆機的富余動力進行利用，用來對另1臺發動機運作的拖動，既可以減少1臺發電機的能量消耗，實現成本、能源的節約，又能增加生產效益。利用300kW節能發電機，可以對其富余動力進行充分利用，借助其帶動另外1臺發動機，實現節能減排。而12V190系列鉆機，其工作狀態長期為低負荷、高耗能狀態，觀察其特征曲線可以得出：轉速在1300 r/min時，負荷率將會大于75%。因此，節約能源，降低消耗也就意味著要將柴油機負荷率進行提升。通過以上方法，利用鉆機的富余功率進行發電，它的供電能力就會滿足鉆井隊的需求。12V190柴油機具有最佳的工作狀態，且經濟效益顯著，負荷率提高90%以上，可以顯著降低能源消耗，同時達到良好的節能效果。

2.2合理使用鉆井設備

目前，石油企業鉆井中應用的設備種類和數量都比較多，而且不同施工井自身情況和類型也各不相同，相互之間存在較大差異。因此，要做好設備的使用和管理工作，合理利用鉆井設備即能達到良好的節能效果[5]。

2.2.1 對原動機參數與功率進行調整

在鉆井過程中需要對不同工藝需求進行結合，對各個工序中需要的功率進行詳細計算，優化參數設置，隨后再確定需要多少臺原動機，保證原動機處于最佳的經濟性工作狀態，不能盲目增加原動機的數量，要避免不必要的浪費現象，提升原動機的利用效率，進而達到節能目的[6]。

2.2.2 正確保養并定期維護設備

設備的保養和維護措施，要與不同設備的具體情況以及實際使用情況進行結合。為了保證柴油機可以達到最佳工作狀態，可適當調整柴油機氣門間隙、對噴油器進行校正、設置最佳供油提前角等多種措施，有效提升柴油的使用效率，并且實現柴油機轉化效率的提高。

2.2.3 故障預防檢修手段

石油鉆井行業的不斷發展，石油鉆井設備的檢測技術也實現了不斷的更新和進步，設備的維修方式也從過去的出現故障后再檢修轉變為故障預防性檢修。故障預防性檢修主要是依據設備的運作狀況，在事故發生前兆出現時就實行預防性檢修，對設備進行有效的保養和維護，實現設備正常性能的恢復，提升其運行的可靠性，實現事故發生概率的有效降低，減少維修費用，避免設備出現停機運行引起不必要的經濟損失[7]。故障預防檢修手段不但可以降低能源的消耗，同時具有提升經濟效益的作用。

3 鉆井設備節能措施

鉆井設備的節能工作具有長期性和系統性特征，除了需要對技術進步的依靠，還要實現企業中各個成員的積極參與，各項規章制度的建立與落實也十分重要。

3.1加強企業員工的考核，健全節能制度

石油鉆井工作要同節能降耗工作緊密結合，結合自身情況設定相應的節能降耗管理組織或機構，明確各個機構或組織的責任目標，建立自上而下全面配套節能制度，并且要實現目標的逐級分解，落實各個階層的目標，最終形成責任目標十分明確的體系，將公司的生產經營考核體系落實于節能目標內，有效兌現嚴格考核制度。

3.2做好宣傳工作，帶動企業全員參與的積極性

廣泛宣傳節能降耗理念，引導并帶動企業全員參與的積極性，認識到個人利益與實現節能降耗目標之間的重要聯系。

3.3調整產業結構，優化生產力

要想實現對產業結構的調整，并對生產力進行健康優化，首先，要對節能技術實行改造，淘汰高耗能、重污染生產工藝，將企業的過重結構轉化為輕結構。其次，大力發展循環經濟模式，增置一些新的配套設施或引進全新的生產節能技術，大力支持循環經濟模式，在生產中樹立節能環保理念[8]。最后要實現鉆井過程中污水、泥漿和巖屑的回收利用，減少污染和浪費。

4 結束語

當前，我國的發展模式已經得到了積極的調整，經濟發展逐漸從過去的粗放型轉變為集約型。石油鉆井行業一直是我國的高耗能產業，必須要采取節能措施實現可持續發展。在將來的一段時間內，我國的石油鉆井技術會得到快速的發展，石油鉆井設備會持續進行更新，各項高耗能技術會得到改良。

[1]盧琦.淺析石油化工生產中加熱爐的節能環保措施[J].商情,2011（47）:146.

[2]王玉祥.石油化工裝置的節能減排潛力分析及節能措施[c]//第二屆中國石油和化學工業節能技術交流及投融資大會暨中國化工節能技術協會四屆三次理事會論文集.北京：中國化工節能技術協會，2011:324-325.

[3]趙瑛.淺析“電氣節能措施”在石油化工企業的應用[J].電氣應用，2006，25（11）:I0044-I0046.

[4]高榮甲.淺析石油化工生產中節能管理[J].化工管理，2015（23）:212.

[5]趙純禹.淺談石油化工企業電氣的主要節能方法[J].石油和化工節能,2007（4）:8-12.

[6]唐滿紅.我國石油化工系統節能分析及節能潛力分析[J].石化技術，2015，22（9）:245.

[7]張春生.石油企業熱電廠系統優化與節能效果分析[J].節能技術，2015，33（5）:460-463.

[8]王子曼，黃渭文，劉聰.石油企業節能減排的現狀分析及對策分析[J].山東工業技術，2016（6）:65.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.10.011

2016-04-01

（編輯 李珊梅）

趙海延，工程師，2007年畢業于大慶石油學院（石油工程專業），從事生產作業工作，E-mail：zhaohaiyan_6666@163. com，地址：黑龍江省大慶市大慶鉆探國際事業部蒙古項目部，163000。