石油鉆井設備節能降耗措施與建議

摘 要：針對石油鉆井設備的節能降耗問題，本次研究首先對石油鉆井設備的能耗問題進行系統分析，在此基礎上，對石油鉆井設備的節能降耗措施以及建議進行深入研究，為降低石油鉆井設備的能耗奠定基礎。研究表明：受到社會對能源需求量提升的影響，石油鉆井設備越來越重要，但是該種類型設備的能耗相對較高，其主要原因在于節能意識欠缺、鉆井技術的間接作用以及設備負載端存在波動工況，因此，相關企業需要從提高節能意識、引進先進技術及設備、利用新型清潔能源以及應用儲能技術等角度入手，分別采取多項有效措施，全面降低石油鉆井設備的能耗。

關鍵詞：石油鉆井設備;能耗原因;節能降耗;清潔能源;儲能技術

前言

在進行石油鉆井作業的過程中，其設備具有資金密集度高、能耗成本大等特點，通過對鉆井設備進行廣泛的調研發現，大多數的設備主要依靠電能驅動。由于我國對于能源的需求量相對較大，因此，石油鉆探作業也相對較多，所使用的鉆井設備類型以及數量相對較多，由于石油等能源的價格相對較低，因此，對于鉆井行業而言，如何降低能耗進而實現成本控制屬于一項重要問題[1]。本次研究主要是從鉆井設備能耗相對較高的原因出發，提出降低能耗的措施，為實現節能降耗奠定基礎。

1 石油鉆井設備能耗原因分析

1.1節能意識欠缺

目前，全球的經濟形勢在逐漸改善，在這種背景下，對于石油等資源的需求量在不斷提升，同時，盡管世界各國都在對新型能源進行研究，但是在新型能源得不到大力推廣及應用之前，石油資源仍然是主要的能源，在這種背景下，鉆井行業的發展相對較為迅速，世界各國都將大量的成本費用投入到石油鉆井作業以及相關設備的研究領域，由于在鉆井作業過程中投入的費用相對較多，因此，鉆井作業過程中降低成本的意識相對較差，節能意識相對較低，如果鉆井企業只是將經濟發展作為其主要目標，則設備的運行能耗將難以得到降低[2]。

1.2鉆井技術的間接作用

對于我國的石油行業而言，其發展速度相對較快，目前正在對部分地質結構相對較為復雜的區域進行開發，受到地質結構相對較為復雜的影響，對于鉆井作業提出了很高的要求，深井、超深井等技術不斷涌現，對于某些較為復雜的鉆井技術而言，其對于鉆井設備的要求也相對較高，需要設備的輸出功率較大，在使用大功率設備的過程中，必然會引起能耗提升，因此，在節能降耗的過程中，需要對鉆井技術進行合理的優化，盡可能降低高能耗設備的使用率，間接實現節能降耗的目標[3]。

1.3設備負載端存在波動工況

在進行石油鉆探的過程中，隨著鉆井深度的不同，地層中的環境也必然會出現較大的變化，因此，相關設備的負荷也必然會出現波動，同時，隨著鉆井深度的不斷提升，鉆機等設備的負荷也將會大幅提升，這一系列的原因都會導致設備的電控系統出現波動，設備功率的變化也會導致能耗大幅提升。在另一方面，設備運行過程中存在一定的無用功，例如對于鉆機等設備而言，其主要是將電能轉化為動能，但是這個轉化過程中必然會產生一定的熱能，這部分熱能將會直接排放，最終導致設備的能耗提升。通過對我國部分鉆井企業進行調研發現，其使用的鉆井設備相對較為落后，并沒有對其進行及時的更新，受到設備相對較為落后以及設備運行時間相對較長的影響，其能耗必然也會提升。

2 石油鉆井設備的節能降耗措施與建議

2.1提高節能意識

目前，我國正在進行經濟轉型，對于石油行業而言，其屬于我國經濟發展的支柱產業，因此，石油行業需要轉變傳統的觀念，改變粗放式的生產模式，進而向著精細化生產的方向發展，由于能耗屬于石油企業發展過程中的成本費用，對于石油企業而言，其需要建立合理的經濟評價體系，使得管理人員可以更加重視能耗問題。在另一方面，我國在2021年提出了碳中和和碳達峰的基本要求，在實現這兩項目標的過程中，不但需要降低碳的排放，還需要降低生產能耗，因此，鉆井企業需要根據目前的政策要求，對生產作業方式進行積極的改變，在管理的過程中，管理人員需要不斷降低節能降耗的重要性，進而使得工作人員都具備節能降耗的意識，只有企業中所有人員都重視節能降耗問題，才能真正實現節能降耗的目標。

2.2引進先進技術及設備

科技進步是實現節能降耗的重要措施，這主要是因為鉆井設備屬于工業設備類型，科技的進步不但可以使得設備的運行效率及運行安全提升，必然也會使得設備的能耗降低。通過對鉆井設備的發展歷史進行研究可以發現，其鉆井設備的發展歷史就是科技發展的歷史，對于鉆井而言，最初需要依靠柴油發動機進行驅動，在電力技術快速發展的背景下，鉆機開始依靠電能進行驅動，目前，半導體等多種類型的技術取得了巨大進步，變頻類型的電動機也開始逐漸出現，將該種電動機應用于鉆井設備領域，可以克服設備負載端存在波動工況的問題，同時，還可以使得設備的智能化以及精細化取得進步，對于能量的平衡更加有效。對于我國大多數鉆井企業而言，在鉆井設備不出現較大故障問題的前提下，基本不會對鉆井設備進行更換，這種方式嚴重影響了節能降耗問題，因此，鉆井作業需要轉變該種方式，積極引進先進的鉆井技術及設備，從更新設備和技術的角度出發，進而實現節能降耗的目標。同時，設備在連續運行以后，其運行效率必然會大幅降低，間接提高能耗，因此，企業還需要做好設備的維護及保養工作，從該角度出發，間接降低設備能耗。

2.3利用新型清潔能源

目前，我國大力提倡綠色發展，綠色發展就需要對新型能源進行開發，例如太陽能、風能等，我國在新型能源開發及利用方面已經取得了重大進步，在進行石油鉆井作業的過程中，其工作區域基本處于人煙罕至的野外，其自然環境決定了可以充分利用太陽能以及風能等資源，如果可以利用這些能源進行發電，驅動鉆井設備，也可以實現節能降耗的基本目標。

2.4應用儲能技術

在充分利用清潔能源的過程中，其會受到自然環境的影響，例如在白天可以使用太陽能進行發電，但是在野外該種技術將無法得到應用，即清潔能源的電力供給將會出現波動問題，無法進行連續可靠的供電，因此，需要引入合理的儲能技術，在清潔能源發電的過程中，將部分電能進行儲存。在另一方面，儲能技術還有一個較為重要的應用場景，即在進行鉆井作業的過程中，可以引入能量轉化的基本方法，將鉆井過程中的勢能轉化為電能，并將其儲存在儲能設備之中，如果在某一時間鉆井設備運行功率相對較大，儲能設備可以通過瞬時放電的方式，對鉆井設備的能量波動進行平衡，最終實現節能降耗的目的。

3 結論

在進行石油鉆井作業的過程中，所需要的設備數量相對較多，且部分設備的運行功率相對較大，導致設備運行的能耗相對較高，這對于鉆井企業的發展十分不利，因此，企業需要對能耗較大的原因進行系統分析，從多個角度出發，采取合理的節能降耗措施，全面降低石油鉆井設備的能耗。

參考文獻：

[1]劉劭.試析石油企業鉆井設備的能源消耗現狀及節能改進建議[J].中國設備工程，2016（12）：127.

[2]楊冬濱.油田鉆井系統節能降耗存在的問題及對策[J].石油石化節能，2013（01）：46-47.

[3]孫景濤，鄭淑杰，竇同偉，等.石油企業鉆井系統節能降耗在管理中存在的問題與對策[J].中國石油和化工標準與質量，2013（08）：198-199.

作者簡介：

李巍（1974-），男，遼寧沈陽人，助理工程師，現主要從事企業經營及現場施工管理工作。