趙海延 （大慶鉆探國際事業(yè)部蒙古項目部）

鉆井工程的節(jié)電潛能及具體措施研究

趙海延 （大慶鉆探國際事業(yè)部蒙古項目部）

降低能源消耗，提升資源的使用效率，實現(xiàn)消耗式生產(chǎn)向高效環(huán)保能源利用的經(jīng)濟增長在我國能源利用中變得越來越重要，在持續(xù)貫徹科學發(fā)展觀的政策方針下，節(jié)電技術在石油鉆井企業(yè)的生產(chǎn)中意義重大。當前石油企業(yè)在節(jié)能的概念認知和管理方面存在著缺陷，在石油生產(chǎn)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(jié)電潛能及具體措施變得十分重要。

石油鉆井；節(jié)電潛能；節(jié)能措施

電力消耗在陸上石油工業(yè)中的能量消耗比例為1/3，不斷挖掘石油企業(yè)的節(jié)電潛能，做好有效的節(jié)電工作是石油企業(yè)提升自身經(jīng)濟效益的重要措施。近年來，我國石油企業(yè)在節(jié)約電能上提出了各種科學管理策略，實現(xiàn)了節(jié)電技術的長足進步，且獲得了十分有效的節(jié)電效果。采用節(jié)能抽油機，同時使用節(jié)電箱和節(jié)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(yè)的節(jié)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(jù)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(fā)揮的主要功能是將能源在原動機中實現(xiàn)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(xiàn)電能的儲備；驅動機的主要功能是在吸收或對原動機產(chǎn)生出的機械能實行重新分配進而做功，在鉆井生產(chǎn)中發(fā)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(fā)電機以及燃氣機，且對柴油發(fā)電機和燃氣發(fā)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(lián)動機、轉盤、偶合機等。

2 鉆井設備節(jié)能技術

2.1新節(jié)能技術應用

在選擇鉆井設備的配型中，優(yōu)先選擇耗能低、效率高的機械設備，利用新技術實現(xiàn)節(jié)能效果，提升原動機和傳送機的效率，達到節(jié)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(xiàn)原來機械調速器的電噴模式，精確化控制轉速。發(fā)動機ECM的控制模式要以相應的程序為依據(jù)，在柴油機運轉中達到最佳噴油狀態(tài)，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(shù)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(xiàn)經(jīng)濟效益的提升，保證柴油機在瞬間能力釋放和穩(wěn)定工作前提下實現(xiàn)煙度在EPA限制以內的排放，進而達到節(jié)能和環(huán)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(xiàn)能耗降低至6%[3]。依據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計結果，上述技術的應用每天可節(jié)油0.5 t，節(jié)能效果十分顯著。

2.1.3 節(jié)能發(fā)電機

機械鉆機設備中最常出現(xiàn)的情況就是動力匹配不協(xié)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(fā)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(fā)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(fā)動機運作的拖動，既可以減少1臺發(fā)電機的能量消耗，實現(xiàn)成本、能源的節(jié)約，又能增加生產(chǎn)效益。利用300kW節(jié)能發(fā)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(fā)動機，實現(xiàn)節(jié)能減排。而12V190系列鉆機，其工作狀態(tài)長期為低負荷、高耗能狀態(tài)，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(jié)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(fā)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(tài)，且經(jīng)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(jié)能效果。

2.2合理使用鉆井設備

目前，石油企業(yè)鉆井中應用的設備種類和數(shù)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(jié)能效果[5]。

2.2.1 對原動機參數(shù)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(yōu)化參數(shù)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(jīng)濟性工作狀態(tài)，不能盲目增加原動機的數(shù)量，要避免不必要的浪費現(xiàn)象，提升原動機的利用效率，進而達到節(jié)能目的[6]。

2.2.2 正確保養(yǎng)并定期維護設備

設備的保養(yǎng)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(tài)，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(xiàn)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(yè)的不斷發(fā)展，石油鉆井設備的檢測技術也實現(xiàn)了不斷的更新和進步，設備的維修方式也從過去的出現(xiàn)故障后再檢修轉變?yōu)楣收项A防性檢修。故障預防性檢修主要是依據(jù)設備的運作狀況，在事故發(fā)生前兆出現(xiàn)時就實行預防性檢修，對設備進行有效的保養(yǎng)和維護，實現(xiàn)設備正常性能的恢復，提升其運行的可靠性，實現(xiàn)事故發(fā)生概率的有效降低，減少維修費用，避免設備出現(xiàn)停機運行引起不必要的經(jīng)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(jīng)濟效益的作用。

3 鉆井設備節(jié)能措施

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

3.1加強企業(yè)員工的考核，健全節(jié)能制度

石油鉆井工作要同節(jié)能降耗工作緊密結合，結合自身情況設定相應的節(jié)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(jié)能制度，并且要實現(xiàn)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(chǎn)經(jīng)營考核體系落實于節(jié)能目標內，有效兌現(xiàn)嚴格考核制度。

3.2做好宣傳工作，帶動企業(yè)全員參與的積極性

廣泛宣傳節(jié)能降耗理念，引導并帶動企業(yè)全員參與的積極性，認識到個人利益與實現(xiàn)節(jié)能降耗目標之間的重要聯(lián)系。

3.3調整產(chǎn)業(yè)結構，優(yōu)化生產(chǎn)力

要想實現(xiàn)對產(chǎn)業(yè)結構的調整，并對生產(chǎn)力進行健康優(yōu)化，首先，要對節(jié)能技術實行改造，淘汰高耗能、重污染生產(chǎn)工藝，將企業(yè)的過重結構轉化為輕結構。其次，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟模式，增置一些新的配套設施或引進全新的生產(chǎn)節(jié)能技術，大力支持循環(huán)經(jīng)濟模式，在生產(chǎn)中樹立節(jié)能環(huán)保理念[8]。最后要實現(xiàn)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(fā)展模式已經(jīng)得到了積極的調整，經(jīng)濟發(fā)展逐漸從過去的粗放型轉變?yōu)榧s型。石油鉆井行業(yè)一直是我國的高耗能產(chǎn)業(yè)，必須要采取節(jié)能措施實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)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(fā)展，石油鉆井設備會持續(xù)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(chǎn)中加熱爐的節(jié)能環(huán)保措施[J].商情,2011（47）:146.

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

[3]趙瑛.淺析“電氣節(jié)能措施”在石油化工企業(yè)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(chǎn)中節(jié)能管理[J].化工管理，2015（23）:212.

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

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

[7]張春生.石油企業(yè)熱電廠系統(tǒng)優(yōu)化與節(jié)能效果分析[J].節(jié)能技術，2015，33（5）:460-463.

[8]王子曼，黃渭文，劉聰.石油企業(yè)節(jié)能減排的現(xiàn)狀分析及對策分析[J].山東工業(yè)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(yè)于大慶石油學院（石油工程專業(yè)），從事生產(chǎn)作業(yè)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(yè)部蒙古項目部，163000。