勘探鉆機(jī)柴油機(jī)動(dòng)力改電動(dòng)機(jī)動(dòng)力的難點(diǎn)與應(yīng)用分析

湯彩俠

摘要：隨著社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平進(jìn)步以及科學(xué)技術(shù)的提升，石油、天然氣、地?zé)岬目碧胶烷_(kāi)采技術(shù)發(fā)展也越來(lái)越快。石油勘探鉆機(jī)通常采用柴油機(jī)作為動(dòng)力，但隨著生態(tài)文明建設(shè)和綠色勘查理念的推行，出于環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排理念考慮，將勘探鉆機(jī)柴油機(jī)動(dòng)力改為電動(dòng)機(jī)動(dòng)力。

關(guān)鍵詞：勘探鉆機(jī);柴油機(jī)改電動(dòng)機(jī);難點(diǎn)與應(yīng)用

石油、地?zé)帷⑻烊粴狻⒌V產(chǎn)資源都是經(jīng)濟(jì)建設(shè)和關(guān)乎民生的重要自然資源。其開(kāi)采過(guò)程中需要進(jìn)行勘探、開(kāi)發(fā)，因此對(duì)勘探鉆機(jī)設(shè)備要求較高，并且隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場(chǎng)需求的日益增大，對(duì)鉆機(jī)設(shè)備的功能以及運(yùn)行要求也越來(lái)越高。而且柴油機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境以及大氣環(huán)境帶來(lái)一定的污染影響。從環(huán)境保護(hù)和節(jié)能降耗理念等方面考慮，如今電力生產(chǎn)逐漸開(kāi)發(fā)與應(yīng)用新能源技術(shù)，在生產(chǎn)成本方面大幅度降低，由此，將勘探鉆機(jī)柴油機(jī)動(dòng)力改為電動(dòng)機(jī)動(dòng)力具有著極高的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。但原有的配套設(shè)備是與柴油機(jī)相匹配，接柴油機(jī)動(dòng)力與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力在功率和轉(zhuǎn)速以及動(dòng)力能等方面有著較大的區(qū)別，在進(jìn)行柴油機(jī)改電動(dòng)機(jī)過(guò)程中遇到了很多難點(diǎn)，必須予以仔細(xì)的研究和科學(xué)的分析，使電動(dòng)機(jī)能夠與原有設(shè)備和運(yùn)行要求相匹配。

一、勘探鉆機(jī)柴油機(jī)動(dòng)力改電動(dòng)機(jī)動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)

（一）有效提升勘探鉆機(jī)設(shè)備的使用效率

由于大部分地?zé)帷⑻烊粴饪碧胶偷V產(chǎn)開(kāi)采都屬于野外作業(yè)，這就意味著勘探鉆井生產(chǎn)作業(yè)存在較高的風(fēng)險(xiǎn)性，在進(jìn)行鉆機(jī)的配套時(shí)，必須要考慮超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況下設(shè)備的承載能力，另外，柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的功率配備較大，常常造成能源消耗過(guò)大而有效功率較低的情況。不但造成能源資源的浪費(fèi)，同時(shí)有效功率較低情況下等設(shè)備的損毫也較高。而使用電動(dòng)機(jī)動(dòng)力的鉆機(jī)能夠有效地發(fā)揮泥漿泵功率，在實(shí)際勘探作業(yè)過(guò)程中能夠提高泵沖、排量，達(dá)到鉆井施工的標(biāo)準(zhǔn)要求，有效提升勘探鉆機(jī)設(shè)備的使用效率，具有良好的節(jié)能降耗效果。

（二）有效促進(jìn)勘探施工作業(yè)的環(huán)境保護(hù)

在勘探中鉆機(jī)所使用的柴油機(jī)和柴油發(fā)電機(jī)組通常是采用燃油和潤(rùn)滑油作為燃料和輔助材料。在日常的運(yùn)行和管理過(guò)程當(dāng)中，難免會(huì)造成一定程度上的燃油與潤(rùn)滑油泄漏情況，另外，鉆機(jī)所使用的柴油機(jī)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，設(shè)備油污較大，運(yùn)行時(shí)還會(huì)排放大量的廢氣，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一定的噪音，對(duì)周圍環(huán)境和大氣環(huán)境都會(huì)帶來(lái)很大的污染影響，而且也不利于設(shè)備維護(hù)人員的身體健康。而使用電動(dòng)機(jī)動(dòng)力的鉆機(jī)，能夠使用工業(yè)電網(wǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)，運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的噪音相比柴油機(jī)設(shè)備較小，并且電動(dòng)機(jī)屬于零排放設(shè)備，也不會(huì)產(chǎn)生燃油與潤(rùn)滑油的泄漏情況，具有較高的環(huán)境保護(hù)效果。而且在實(shí)際的作業(yè)過(guò)程中，鉆機(jī)的電動(dòng)機(jī)動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行條件較為干凈，對(duì)電氣師和機(jī)械師以及運(yùn)維技術(shù)人員也不會(huì)帶來(lái)健康威脅。

（三）有效降低勘探施工作業(yè)的成本投入

目前很多地?zé)帷⑻烊粴狻⒌V產(chǎn)勘探的施工地點(diǎn)具有較為完善的電網(wǎng)資源，而且屬于現(xiàn)代功率較高的工業(yè)電網(wǎng)，電力能源，尤其是新能源所產(chǎn)生的電力能源成本較低，而燃油成本較高，使用電能來(lái)取代燃油，能夠有效降低鉆井勘探的綜合能耗，而且在設(shè)備運(yùn)輸方面也能夠有效節(jié)省成本，加之電動(dòng)機(jī)相比柴油機(jī)能節(jié)省大量的潤(rùn)滑油和冷卻液，降低設(shè)備運(yùn)行時(shí)數(shù)和設(shè)備的維護(hù)成本。另外也有利于計(jì)量管理，減少非生產(chǎn)性流失，有著較為經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，有效地降低了勘探施工作業(yè)的成本投入。

（四）有效減少勘探施工作業(yè)的工作強(qiáng)度

相比結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的柴油機(jī)動(dòng)力裝置，交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和故障發(fā)生率較低，你維護(hù)工作量較小，并且電動(dòng)機(jī)動(dòng)力設(shè)備的安裝較為便利，能夠大幅度的降低鉆井機(jī)房和運(yùn)維人員的工作量和工作強(qiáng)度，在人力資源成本投入方面也能夠做到有效的節(jié)省[1]。

二、勘探鉆機(jī)柴油機(jī)動(dòng)力改電動(dòng)機(jī)動(dòng)力的難點(diǎn)

勘探鉆機(jī)所使用的柴油機(jī)動(dòng)力改。電動(dòng)機(jī)動(dòng)力在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中理論上是完全可行，但需要注意的是，柴油機(jī)動(dòng)力和發(fā)電機(jī)組設(shè)備等方面與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力設(shè)備之間的差異需要通過(guò)一定的技術(shù)方法和合理選擇，才能夠使之與勘探鉆機(jī)所匹配，具體的難點(diǎn)和問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）勘探鉆機(jī)電動(dòng)機(jī)動(dòng)力設(shè)備選型難點(diǎn)

在勘探鉆機(jī)運(yùn)行當(dāng)中電動(dòng)機(jī)的選擇方面需要重點(diǎn)考慮長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)情況下，電動(dòng)機(jī)到承載能力。例如，大慶石油鉆機(jī)柴油機(jī)動(dòng)力改電動(dòng)機(jī)動(dòng)力的選型方案當(dāng)中，其所考慮的是，355kW交流電動(dòng)機(jī)是目前400V電壓下可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行的最大功率電動(dòng)機(jī)，如果選用常壓電動(dòng)機(jī)，僅僅使用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)無(wú)法滿足石油勘探鉆機(jī)的動(dòng)力要求，需要選用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的電動(dòng)機(jī)組成電動(dòng)機(jī)組來(lái)提供動(dòng)力才能夠滿足勘探作業(yè)動(dòng)力要求，這其中，主要的難點(diǎn)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行下的穩(wěn)定性和是否能夠滿足鉆機(jī)的動(dòng)力需求。

（二）勘探鉆機(jī)電動(dòng)機(jī)動(dòng)力設(shè)備功率難點(diǎn)

出于電動(dòng)機(jī)動(dòng)力設(shè)備的功率是否能夠滿足動(dòng)力要求考慮，如果選擇具有較大功率的高壓電動(dòng)機(jī)，也就是工作電壓為600V或600V以上的電動(dòng)機(jī)，在勘探作業(yè)環(huán)境中，常規(guī)電網(wǎng)無(wú)法帶動(dòng)高壓電動(dòng)機(jī)，需要將常規(guī)市用電網(wǎng)接入并進(jìn)行升壓變壓器升壓之后，方能夠滿足高壓電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行要求，一方面電能消耗較高，另一方面增加了設(shè)備的繁雜性。

（三）勘探鉆機(jī)電動(dòng)機(jī)動(dòng)力設(shè)備轉(zhuǎn)速難點(diǎn)

柴油機(jī)動(dòng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速輸出與電動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速有著一定的差異。以現(xiàn)有常用的柴油機(jī)動(dòng)力裝置的轉(zhuǎn)速通常正常運(yùn)行下，輸出轉(zhuǎn)速為1250r/min，而四級(jí)電動(dòng)機(jī)為例，實(shí)際的傳輸轉(zhuǎn)速則為1460r/min。如此就可以看出電動(dòng)動(dòng)力與柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)速差距較大，電動(dòng)機(jī)需要經(jīng)過(guò)減速機(jī)進(jìn)行減速處理，后方能夠進(jìn)行鉆機(jī)作業(yè)動(dòng)力供應(yīng)。

（四）勘探鉆機(jī)電動(dòng)機(jī)動(dòng)力設(shè)備運(yùn)維難點(diǎn)

在勘探鉆機(jī)柴油機(jī)動(dòng)力改電動(dòng)機(jī)動(dòng)力方案當(dāng)中。對(duì)于電動(dòng)機(jī)動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)維也是其一大難點(diǎn)，主要原因在于如果選擇具有較大功率的直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，能夠有效的實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，與柴油機(jī)動(dòng)力與電動(dòng)機(jī)動(dòng)力轉(zhuǎn)速不一致，這一難點(diǎn)能夠做到有效的解決，但直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)的附屬裝置和設(shè)備較多，尤其控制柜的技術(shù)復(fù)雜性較高，這對(duì)于運(yùn)行維護(hù)人員專業(yè)技術(shù)水平有著較大的要求，對(duì)運(yùn)維的成本和人力資源投入成本較大。

三、勘探鉆機(jī)柴油機(jī)動(dòng)力改電動(dòng)機(jī)動(dòng)力方案應(yīng)用

在勘探鉆機(jī)柴油機(jī)動(dòng)力改電動(dòng)機(jī)動(dòng)力方案的優(yōu)化與應(yīng)用中，以某油田改造方案為例，首先需要考慮的是功率和轉(zhuǎn)速的要求，既要滿足勘探鉆機(jī)的功率標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也要協(xié)調(diào)好電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的降速問(wèn)題，可以采用兩臺(tái)常壓電動(dòng)機(jī)并車組成電動(dòng)機(jī)組，也可以采用一臺(tái)高壓大功率電動(dòng)機(jī)，經(jīng)減速機(jī)減速之后代替柴油機(jī)作為勘探鉆機(jī)動(dòng)力。另外，還可配備一臺(tái)大功率直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)進(jìn)行替代。這三種方法雖然都可以滿足功率和轉(zhuǎn)速的要求，也同樣有利有弊。需要重點(diǎn)關(guān)注經(jīng)濟(jì)性，成本和維護(hù)的便利性，同時(shí)還要注意勘探鉆井的環(huán)境要求以及可供使用的工業(yè)電網(wǎng)或常規(guī)電網(wǎng)電能供應(yīng)條件。某石油勘探作業(yè)柴油機(jī)動(dòng)力改電動(dòng)機(jī)動(dòng)力方案，最終通過(guò)綜合對(duì)比下選擇兩臺(tái)常壓電動(dòng)機(jī)并車組成電動(dòng)機(jī)組這一方案，其主要考慮設(shè)備投入和運(yùn)維成本以及實(shí)際作業(yè)環(huán)境條件綜合分析后選擇的。

四、結(jié)束語(yǔ)：

勘探鉆機(jī)柴油機(jī)動(dòng)力改電動(dòng)機(jī)動(dòng)力不但能夠的降低對(duì)周邊環(huán)境的污染，同時(shí)也能夠減少生產(chǎn)成本的投入、改善工作環(huán)境條件、降低人力資源成本，但在實(shí)際的改造方案當(dāng)中必須要注意的是，需要結(jié)合勘探鉆機(jī)的配置和進(jìn)行電動(dòng)機(jī)設(shè)備的選型和轉(zhuǎn)速的調(diào)整，同時(shí)也要注意對(duì)電動(dòng)機(jī)功率設(shè)備的配置，增強(qiáng)鉆機(jī)調(diào)配的靈活性和適應(yīng)性，充分發(fā)揮出電動(dòng)化鉆機(jī)的優(yōu)勢(shì)，為我國(guó)勘探事業(yè)提供新的動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]方永春，廖明.鉆機(jī)動(dòng)力電代油改造方案分析[J].新疆石油科技，2017（01）：43-48.