提高海洋石油平臺柴油機運行效率的實踐

楊俊杰

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459）

0 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和工業(yè)化進程的不斷加快，人們對于能源的需求量不斷增加。在我國在不斷進行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的過程中，石油在我國能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位，而且目前海洋石油的開采壓力越來越大。同時，能源緊缺和環(huán)境惡化問題不斷加劇，因此我國在各個行業(yè)中均提出了節(jié)能減排的具體要求。尤其對于海上石油開采來說，其市場競爭也越來越激烈，所以海上石油開采企業(yè)也應(yīng)該要從節(jié)能減排的要求出發(fā)，提高開采效率，降低開采成本，提高自身的市場競爭力水平。而在海上石油平臺的開采作業(yè)中，柴油機是主要的動力來源，且其運行中能源消耗較多，所以提高柴油機的運行效率也成為海上石油平臺節(jié)能減排工作的重點。

1 現(xiàn)實中的平臺柴油機的油料消耗

在渤海某油田某采油平臺，其鉆機模塊所用的柴油機為3臺主機，運行時間分別為239 h，1200 h和1319 h。而且在不同工況下，柴油機的運轉(zhuǎn)時間也有所不同，如在一開鉆進的過程中，需要使用3臺功率為800 kW的柴油機運行約65 h；在三開鉆井過程中，需要使用2臺750 kV的柴油機運行約392 h；進行電測以及試油的非生產(chǎn)時間內(nèi)，需要使用1臺300 kW的柴油機運行約956 h（表1）。

表1 不同工況下的柴油機功率和使用時間表

根據(jù)表1中使用柴油機的車次，對柴油機的消耗標準進行計算，就可以得到在本口井的施工過程中所需要的柴油的總量為302 t。但是在實際生產(chǎn)過程中，會根據(jù)負荷大小的變化而導(dǎo)致柴油機功率消耗發(fā)生變化，且會存在無用功的現(xiàn)象，這就會導(dǎo)致柴油機的實際消耗量與理論計算量有所偏差。本口井施工中所實際消耗的柴油重量為413 t。根據(jù)相關(guān)理論計算可知，在此次生產(chǎn)過程中應(yīng)消耗的機油重量為4709 L，但是在實際生產(chǎn)過程中消耗機油重量為6249 L。所以說，實際生產(chǎn)過程中所消耗的柴油和機油等資源有著較大下降空間，因此有較大節(jié)能潛力。

2 影響柴油機運行效率的主要因素

2.1 油料管理的影響

在海洋石油平臺的鉆井作業(yè)過程中，油料管理存在問題是導(dǎo)致油料浪費的主要原因。這主要是由于在海上石油平臺的運行生產(chǎn)過程中，通常對其保溫效果有較高要求，這是因為在海上石油平臺進行生產(chǎn)過程中通常具有較低的溫度，尤其是在冬季氣溫較低的時候，平臺良好的保溫效果可以適當延長0#柴油的使用時間，并且會降低與-10#以及-35#柴油的之間的差價。此外，在海上石油平臺的生產(chǎn)過程中，還需要采用分艙存放柴油的方式來避免出現(xiàn)不同柴油之間的不相容的問題。而且由于在不同季節(jié)和環(huán)境溫度的條件下需要使用不同標號的柴油，所以需要將這些柴油進行區(qū)分，以提高海上石油平臺的運行經(jīng)濟效益。

2.2 鉆井參數(shù)對柴油機負荷的影響

在海上石油平臺的鉆井過程中，所用鉆具需要根據(jù)不同的生產(chǎn)區(qū)域和不同區(qū)域中不同的地層特點所需要的鉆進能力進行選擇。通過對鉆具組合的調(diào)節(jié)和選擇，來對鉆進能力進行優(yōu)化和對負載進行降低，這樣不僅可以大大提升鉆進速度和鉆井效率，還可以節(jié)省生產(chǎn)中所需要的柴油重量，并對鉆具以及其他部件起到有效的保護，延長其使用壽命，提高鉆井生產(chǎn)效益。

2.3 機房人員專業(yè)技能水平的影響

在海上石油平臺的鉆井過程中，如果機房人員的專業(yè)節(jié)能水平不高、沒有充分了解和掌握鉆井狀況，就容易在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)沒有根據(jù)工況進行及時停車等問題，導(dǎo)致柴油消耗量的增加。此外，在鉆井過程中，需要根據(jù)井位、地層、鉆井參數(shù)以及設(shè)備的不同，對生產(chǎn)所需要的功率要求進行判斷和調(diào)節(jié)，這樣就可以通過對柴油機功率的增加和減少來控制柴油機運行時的能量消耗，起到節(jié)約柴油等燃料的目的。但是，上述問題會導(dǎo)致對柴油機運行功率輸出增加和判斷難度的增長，成為影響柴油機運行效率的原因之一。

2.4 鉆進方法的影響

在海上石油平臺的鉆井過程中，鉆臺工作人員需要根據(jù)所用鉆機型式以及工作區(qū)域中地質(zhì)條件的不同來對具體操作進行指導(dǎo)，需要在操作中對采取何種動作和鉆進速度以及柴油運行檔位等進行控制。但是在實際運行過程中，由于操作人員的專業(yè)技能水平問題，以及缺少規(guī)范的鉆進方法制度，沒有加強對制度落實情況的監(jiān)督等問題，而導(dǎo)致柴油機等設(shè)備始終處于最高檔位和最高轉(zhuǎn)速中運行。雖然在最大的功率輸出下滿足了生產(chǎn)要求，但是這種操作方式不僅會造成能量浪費，而且在長時間高負荷的運行狀態(tài)下會增加設(shè)備的磨損以及其他機械故障等問題。而且會由于沒有根據(jù)地質(zhì)狀況而對輸出轉(zhuǎn)數(shù)和扭矩進行控制和調(diào)節(jié)，還會導(dǎo)致加速部件出現(xiàn)損傷等問題，縮短設(shè)備的使用壽命，增加設(shè)備維修與更換的成本，同樣增加了柴油等能源的消耗。此外，在不同的鉆進、上提、下放以及劃眼等動作中，由于其負載不同所以需要不同的功率來完成，且對操作人員的專業(yè)技能水平要求較高，否則會容易導(dǎo)致柴油機功率損耗的增加，不利于對其運行效率進行提升。

3 提高柴油機運行效率的應(yīng)對方法

3.1 加強對油料的管理

首先，在海上石油平臺的鉆井過程中應(yīng)提高對燃油質(zhì)量以及對油料管理重要性的認識，在海洋石油企業(yè)中制定相應(yīng)的管理制度對油料進行管理，并在鉆井過程中重點對燃油加裝、儲存、質(zhì)量反饋和控制等工作進行控制，而且做好5個方面的工作。

（1）在選擇燃油供應(yīng)船舶時，應(yīng)選擇具有良好口碑以及較高質(zhì)量的供應(yīng)單位，加強對燃油質(zhì)量的檢查和控制，確保燃油質(zhì)量符合要求。

（2）在進行燃油加裝的過程中，應(yīng)重點對輸送管線進行檢查和控制，確保柴油的數(shù)量符合要求。

（3）根據(jù)不同季節(jié)所需要不同標號的柴油進行區(qū)分標識和使用，而且在燃油上船之后應(yīng)對其進行分艙存放，避免出現(xiàn)不相容的問題。

（4）在燃油進機之前，應(yīng)做好燃油的保溫、沉淀、除水以及分油凈化等工作，并加強對燃油日用柜的定期清理，提高機房管理人員對以上繁瑣工作的重視，做好燃油進機之前的最后一道質(zhì)量控制防線的工作，并加強對機房工作的檢查和監(jiān)督。

（5）機房工作人員應(yīng)對燃油質(zhì)量情況進行實時檢查和記錄，并每月對其質(zhì)量統(tǒng)計情況向有關(guān)的管理部門進行反饋，通過不同部門和上下級之間的信息溝通和配合，做好船舶來油的質(zhì)量檢查和控制工作，并對其中的問題進行及時處理，從油料管理方面提高柴油機的運行效率。

3.2 加強對鉆井參數(shù)變化對策的控制

在海上石油平臺鉆井過程中，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)情況來對具有潤滑作用的泥漿進行選擇，且在泥漿滿足生產(chǎn)要求的前提下，盡量降低其黏度、增加其流動性，從而減少負載來縮短鉆井時間，起到節(jié)省燃油、提高柴油機運行效率的作用。而且在對此區(qū)域中對鉆井模式進行總結(jié)和優(yōu)化，可以選用新型的天然高分子聚合物泥漿體系來滿足生產(chǎn)要求。此外，還要根據(jù)不同生產(chǎn)區(qū)域和不同地層來進行不同鉆具組合的選擇，通過對鉆具組合的優(yōu)化來提高鉆進能力和減輕負載，同樣可以起到節(jié)能燃油、提高生產(chǎn)效率的作用。

3.3 加強對鉆進方法及其制度的制定和落實

在不同的鉆進、上提、下放和劃眼動作中對其功率進行調(diào)節(jié)，比如在鉆進工作中需要適當提高功率來加大電機轉(zhuǎn)速和功率，來滿足大扭矩以及大驅(qū)動動力的要求。而且在下放過程中需要電磁剎車來對下放速度進行控制，避免出現(xiàn)失速控制的問題，且要適當降低電機鉆速和流量。此外，針對不同對地質(zhì)條件來選擇不同的鉆井方式和操作方式，比如在砂層中就可以適當降低轉(zhuǎn)速和頂驅(qū)電子及轉(zhuǎn)速來保護部件、降低功率消耗，起到提高柴油機運行效率的作用。

4 結(jié)語

在海上石油平臺鉆井作業(yè)中，為了滿足節(jié)能減排的行業(yè)要求，提高海洋石油企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，需要根據(jù)柴油機的運行情況對其運行效率進行提升。針對影響柴油機運行效率的油料管理、鉆進參數(shù)以及機房工作人員專業(yè)水平和鉆進方法等因素，提出了相應(yīng)的措施。這些措施同樣適用于采油平臺柴油機降本提效運行管理，以提高海洋石油平臺柴油機的運行效率和企業(yè)的經(jīng)濟效益、市場競爭力。