淺談電氣設(shè)備在石油鉆井生產(chǎn)中的節(jié)能方法

摘要：石油鉆井生產(chǎn)事業(yè)中，節(jié)能為重要發(fā)展方向，文章從電氣設(shè)備節(jié)能的必要性切入，分析具體的問(wèn)題，探討相適應(yīng)的解決對(duì)策，以期提高電氣設(shè)備在石油鉆井生產(chǎn)領(lǐng)域的節(jié)能應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：石油鉆井;電氣設(shè)備;節(jié)能降耗

電氣設(shè)備是石油鉆井生產(chǎn)作業(yè)的重要硬件支持，其能源需求量較大，節(jié)能成為踐行可持續(xù)發(fā)展理念的重要舉措。對(duì)此，有必要提高電氣設(shè)備的節(jié)能水平，改善工作效率低、能源消耗量大的局面，幫助相關(guān)企業(yè)創(chuàng)造更豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。

1.電氣設(shè)備節(jié)能在石油鉆井生產(chǎn)中的必要性

1.1 推動(dòng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型

社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，對(duì)能源的品質(zhì)和產(chǎn)量提出更高的要求，石油企業(yè)面臨更多的挑戰(zhàn)。對(duì)此，踐行節(jié)能降耗的理念極具必要性，作為能源消耗量較大的電氣設(shè)備，需通過(guò)行之有效的手段切實(shí)提高其節(jié)能水平。相比于多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)在石油鉆井生產(chǎn)領(lǐng)域的能源浪費(fèi)問(wèn)題較為明顯，因此必須實(shí)施電氣設(shè)備節(jié)能化策略，此舉也是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必行之舉。

1.2 緩解能源供需矛盾

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，能源資源需求量持續(xù)增加，而反觀能源生產(chǎn)供應(yīng)端，則長(zhǎng)期處于相對(duì)被動(dòng)的發(fā)展局面，在供應(yīng)能力方面未取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步。具體至石油鉆井生產(chǎn)工作中，若能夠合理應(yīng)用節(jié)能電氣設(shè)備，則能夠有效緩解能源供需矛盾，縮小能源供給與需求的差距。

2.石油鉆井生產(chǎn)中電氣設(shè)備的主要應(yīng)用問(wèn)題

2.1效率低，耗能高

石油鉆井生產(chǎn)領(lǐng)域的電氣設(shè)備普遍存在工作效率低、能耗高的特點(diǎn)，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)作業(yè)，導(dǎo)致工作效能難以得到本質(zhì)上的提升。石油鉆井生產(chǎn)中的部分電氣設(shè)備過(guò)于老舊，存在極為明顯的老化問(wèn)題，更新速度與生產(chǎn)需求不匹配，長(zhǎng)期處于低效率的工作狀態(tài)。石油鉆井生產(chǎn)的作業(yè)條件苛刻，外界環(huán)境易對(duì)電氣設(shè)備的正常使用造成影響，導(dǎo)致其出現(xiàn)潤(rùn)滑性不足、齒輪嚙合過(guò)松等問(wèn)題。

2.2 技術(shù)方法落后

鉆井生產(chǎn)是石油勘探生產(chǎn)全流程中不可或缺的環(huán)節(jié)，其需要得到先進(jìn)技術(shù)和節(jié)能型電氣設(shè)備的支持，從而提高勘探效率，減少能耗。石油鉆井生產(chǎn)期間的不確定因素較多，若技術(shù)方法過(guò)于滯后或是與實(shí)際生產(chǎn)需求不匹配，均會(huì)阻礙石油鉆井生產(chǎn)作業(yè)的順利開(kāi)展，伴有難度高、能耗多等問(wèn)題。工程實(shí)踐表明，若石油鉆井生產(chǎn)領(lǐng)域所應(yīng)用的方法較為滯后，將在不同程度上對(duì)鉆井生產(chǎn)效果造成影響，電氣設(shè)備也將處于高能耗運(yùn)行的局面，工作效率偏低，難以創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因此，技術(shù)層面的問(wèn)題必須得到相關(guān)企業(yè)的高度重視。

2.3管理措施不到位，節(jié)能意識(shí)淡薄

石油鉆井生產(chǎn)中，立足于現(xiàn)階段的電氣設(shè)備管理現(xiàn)狀可知，管理制度不完善、節(jié)能意識(shí)淡薄等問(wèn)題均普遍存在，且在部分情況下甚至無(wú)任何制度可循，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常使用;此外，參與維修管理的工作人員綜合素質(zhì)有待提升，其在專業(yè)技能水平、職業(yè)道德素養(yǎng)方面均存在局限之處，具體表現(xiàn)在電氣設(shè)備維護(hù)方式不當(dāng)、管理意識(shí)不強(qiáng)等方面。

3 石油鉆井生產(chǎn)中電氣設(shè)備的節(jié)能方法

3.1使用節(jié)能新技術(shù)

在設(shè)備選型配置時(shí)采用高效節(jié)能新技術(shù)，優(yōu)先選用效率高、能耗小的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)原動(dòng)機(jī)和傳遞效率的節(jié)能。

3.1.1選用電噴柴油機(jī)

柴油機(jī)電噴技術(shù)由電控調(diào)速器取代了機(jī)械調(diào)速器的旋轉(zhuǎn)飛重等裝置，使轉(zhuǎn)速控制更加精確。發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊ECM按程序?qū)Σ裼蜋C(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)工況選擇最佳的噴油，根據(jù)機(jī)油溫度和增壓壓力精確控制噴油定時(shí)和噴油量，改善燃油經(jīng)濟(jì)性和燃燒效果，并且使柴油機(jī)在穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)工況下的煙度能夠滿足EPA排放法規(guī)的限制。

3.1.2使用無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制技術(shù)

直流電動(dòng)鉆機(jī)的平均功率因素僅為0.5左右，5次諧波最高達(dá)到了44%，使用無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制技術(shù)后功率因素提高至0.92，5次諧波降低到6%。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，日均節(jié)油0.5～0.6噸，節(jié)能效果十分明顯，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

3.1.3使用高效率的傳動(dòng)設(shè)備

機(jī)械鉆機(jī)經(jīng)過(guò)更新改造，現(xiàn)多使用鏈條并車驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)，柴油機(jī)減速箱也由原來(lái)的機(jī)器減速箱、液力變矩器更新為液力偶合器。液力偶合器能夠減少原動(dòng)機(jī)的的周期性扭震，同時(shí)減輕負(fù)載的突然變化對(duì)原動(dòng)機(jī)的沖擊，從而延長(zhǎng)整個(gè)設(shè)備的使用壽命。并且均勻多臺(tái)動(dòng)力機(jī)之間的功率分配，當(dāng)多臺(tái)動(dòng)力機(jī)轉(zhuǎn)速稍有不同時(shí)，能均勻他們之間的功率分配。整個(gè)鉆井施工過(guò)程效率能夠達(dá)到0.95以上，而液力變矩器的平均效率最高只有80%。

3.1.4機(jī)械鉆機(jī)使用節(jié)能發(fā)電機(jī)

機(jī)械鉆機(jī)存在著動(dòng)力匹配不合理現(xiàn)象，一方面，鉆機(jī)工作負(fù)荷不足70%，另一方面，井隊(duì)配有2臺(tái)300～400kW柴油發(fā)電機(jī)組。機(jī)械鉆機(jī)年消耗的柴油約占鉆井可控成本的30%左右，而每年井隊(duì)用于發(fā)電的柴油約占鉆井總耗油量的25%，因此提高鉆機(jī)工作負(fù)荷，利用鉆機(jī)富余動(dòng)力拖帶一臺(tái)發(fā)電機(jī)，可以減少使用一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)，節(jié)約燃料，降低成本，增強(qiáng)效益。因此，提高柴油機(jī)的負(fù)荷率是節(jié)能降耗有效途徑。應(yīng)用300kW左右的鉆機(jī)富余功率發(fā)電，其供電能力完全能夠滿足井隊(duì)的需要。這樣，12V190柴油機(jī)的負(fù)荷率將提高到90%以上，達(dá)到其經(jīng)濟(jì)工作狀態(tài)，燃油消耗率就會(huì)明顯降低，節(jié)能效果非常明顯。

3.2加強(qiáng)鉆井設(shè)備的使用管理

鉆井設(shè)備類型、數(shù)量眾多，所施工井的類型千差萬(wàn)別，抓好鉆井設(shè)備的日常管理，也是行之有效的節(jié)能手段。

3.2.1合理調(diào)整原動(dòng)機(jī)的功率和參數(shù)

根據(jù)鉆井工藝需要，精細(xì)計(jì)算鉆井各道作業(yè)工序所需要的功率，優(yōu)化鉆井參數(shù)，再確定原動(dòng)機(jī)的開(kāi)動(dòng)臺(tái)數(shù)，盡量使用原動(dòng)機(jī)在經(jīng)濟(jì)工作狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，避免盲目增加臺(tái)數(shù)、降低了動(dòng)力的利用率，造成浪費(fèi)，以達(dá)到節(jié)能目的。

3.2.2正確維護(hù)保養(yǎng)

根據(jù)不同設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)要求和實(shí)際使用情況，對(duì)設(shè)備進(jìn)行正確的維護(hù)保養(yǎng)。使柴油機(jī)工作在最佳狀態(tài)，提高柴油的使用和轉(zhuǎn)化為效率。

3.2.3預(yù)防性維修

石油行業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，特別是設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備維修方式也由原來(lái)的故障維修或計(jì)劃維修向現(xiàn)在的預(yù)防性維修轉(zhuǎn)變。預(yù)防性維修能夠根據(jù)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，在設(shè)備事故發(fā)生前，對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修，顯著提高設(shè)備的可靠性，恢復(fù)設(shè)備的性能，同時(shí)降低維修費(fèi)用，降低故障停機(jī)對(duì)生產(chǎn)的影響。從而達(dá)到節(jié)能降耗、提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.3建立健全節(jié)能制度，加強(qiáng)目標(biāo)考核

各石油鉆井公司可根據(jù)自身的實(shí)際情況，自上而下的建立宣傳節(jié)能、管理節(jié)能的機(jī)構(gòu)，明確責(zé)任目標(biāo)，建立健全配套的管理制度，并將目標(biāo)逐級(jí)分解，落實(shí)到基層單位，形成明晰目標(biāo)責(zé)任體系，并將節(jié)能目標(biāo)納入生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)考核體系，嚴(yán)格考核兌現(xiàn)。

3.4廣泛宣傳、全員參與

通過(guò)廣泛宣傳，營(yíng)造全員參與的氛圍和渠道，讓全體員工充分認(rèn)識(shí)到，建立資源節(jié)約型企業(yè)，是每個(gè)人應(yīng)盡的社會(huì)責(zé)任，也是公司內(nèi)在發(fā)展的需要，同時(shí)把節(jié)能目標(biāo)和每個(gè)人的切身利益聯(lián)系起來(lái)，使每名員工逐漸養(yǎng)成自覺(jué)節(jié)約資源的良好習(xí)慣

4.結(jié)語(yǔ)

石油鉆井生產(chǎn)是資源開(kāi)采領(lǐng)域的重點(diǎn)內(nèi)容，但普遍存在電氣設(shè)備能耗過(guò)高的問(wèn)題，違背了可持續(xù)發(fā)展的理念。對(duì)此，需提高電氣設(shè)備的節(jié)能水平，積極引入新技術(shù)和新工藝，優(yōu)化電氣設(shè)備，從多途徑切入，全面降低電氣設(shè)備的能耗，從而提高石油鉆井生產(chǎn)水平，推動(dòng)石油企業(yè)的持續(xù)性發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：袁劍英（1969-12-），男，漢族，河南省內(nèi)鄉(xiāng)縣，中級(jí)工程專業(yè)工程師，大專，研究方向：裝備管理，電控故障處理維修，設(shè)計(jì)。