滕一寧+孫長征+郭星民

摘 要：本文依據(jù)切身在機動科，跑井現(xiàn)場中發(fā)現(xiàn)的早先電控系統(tǒng)LDB、DB鉆機上頂驅配套單獨發(fā)電機，導致的柴油消耗過多問題展開優(yōu)化改造設計，分析了原有控制方案存在的問題，改造的可行性、具體措施方案及實施效果。最終實現(xiàn)了由MCC發(fā)電機并車系統(tǒng)帶動頂驅，有效節(jié)約了燃油成本及材料維護成本，實現(xiàn)了經濟效益穩(wěn)步提升。

關鍵詞：頂驅；發(fā)電機；控制方案；成本；效果

一、背景

近年來，隨著油田超深井、探井、非常規(guī)井及同臺井的日益增多，對鉆井設備轉型升級提出了較高的要求。頂驅以其獨特的優(yōu)勢順應了鉆井發(fā)展需要，在預防、處理井下復雜情況以及提高鉆井效率方面發(fā)揮了主要性能，非常符合設備發(fā)展需要。井隊對頂驅的需求量日益增多，但大部分井隊早期的如LDB、D、DB鉆機（此類鉆機在每個鉆井公司已經占到井隊總數(shù)的一半之多）MCC房都沒有頂驅預留設計，所以在原有鉆機系統(tǒng)中添加配置頂驅時傳統(tǒng)的方案是為頂驅專門配置一臺發(fā)電機。此種方案雖然提高了鉆井效率、有效避免了井下復雜情況的發(fā)生，但在柴油成本節(jié)約方面有著不利因素，屬于一種高投人、高消耗、高成本的粗放設備利用方式；尤其在當今油田大力提倡節(jié)能、減排、降本、增效的形式下，亟待研究一種新的方案，將可控成本降到最低。本著降本、增效這一宗旨，我從完善設備增效點的系統(tǒng)角度出發(fā)，通過抓關鍵環(huán)節(jié)對設備進行了升級改造。并在實施過程中進一步制定完善各項制度，實現(xiàn)了經濟效益穩(wěn)步提升。

二、原有控制方案存在的問題

渤海鉆井一公司現(xiàn)有40LDB鉆機4部、40DB鉆機1部、50LDB鉆機2部，此7部鉆機都能滿足配置頂驅要求，但通過跑現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)MCC房都沒有預留頂驅接口，頂驅專門配置1臺發(fā)電機。

由于LDB鉆機上設備采用的是400V電壓標準，而頂驅電控房進線電源不同于轉盤采用的是600V電壓標準。所以最初階段采用一個600V、1250KW的卡特發(fā)電機專門帶動，而頂驅最大消耗功率不到300KW，所以，此種方案存在最大的一個弊端就是發(fā)電機利用率太小，余功浪費，柴油消耗存在較大浪費，燃油成本始終在鉆井生產成本總量中占較大比例。

第二階段進行了改進，以50695隊LDB鉆機為例，后續(xù)配套了50天意頂驅，配套模式為：3臺480KW的發(fā)電機帶動原電控系統(tǒng)，頂驅配套專門一臺發(fā)電機單獨控制。頂驅專用發(fā)電機采用比頂驅額定功率稍大的400V發(fā)電機，后端配合相當容量的400V/600V升壓變壓器進行控制，相比第一階段控制方式有了較大改進，在柴油成本節(jié)約方面也邁了一大步，但在柴油節(jié)約方面仍有潛力可挖。

上述兩階段啟用專門的頂驅發(fā)電機控制存在以下三個方面的問題：①從鉆井工序全過程看，不利于成本節(jié)約。非鉆進時間：例如起下鉆、下套管、循環(huán)、卸鉆具階段頂驅主電機不用，最多只有一個5.5KW的液壓泵啟動液壓系統(tǒng)完成頂驅液壓操作。而發(fā)電機卻必須一直啟用，利用率極低，大大浪費了柴油成本。②從鉆井時效看，不利于鉆井周期的節(jié)約。由于沒有倒換的發(fā)電機，只有等起下鉆時間停下發(fā)電機進行換濾子、機油等維護保養(yǎng)工作，且一旦發(fā)電機故障也必須停止頂驅使用，不利于生產工序的銜接。③從設備使用角度看，由于發(fā)電機沒有倒換的余地，不利于延長設備使用設備壽命，所以設備消耗成本較高。

三、實施項目改進的可行性及具體措施方案

（一）實施改造的可行性

電力系統(tǒng)中，各種變壓器已十分成熟，根據(jù)頂驅設備負荷需要，選取合適容量的干式變壓器，并利用變壓器的變壓功能滿足頂驅電壓等級需要，付諸現(xiàn)場直接使用。

另外，原有VFD、MCC、SCR電控系統(tǒng)雖然無頂驅預留窗口，沒有考慮頂驅設計需要，但大部分電控系統(tǒng)有備用空間，為在內部進行加裝頂驅控制斷路器、母排及輸出窗口奠定了可靠基礎。

（二）改造的具體措施方案

根據(jù)頂驅功率，設計使用斷路器1250A。在電控房內的開關柜內，轉盤斷路器的位置右側，安裝一臺施耐德NS1250N，1250A的斷路器。同時，柜門安裝上合閘指示燈。而且，此處離發(fā)電機并網(wǎng)400V母排距離較近，方便施工.

電路連接方面：從并網(wǎng)主銅排到1250A斷路器，使用TMY50*8的鍍錫銅排連接；從斷路器出線位置到出線墻連接，使用YCW 1*240的單線連接。

綜上所述：將頂驅專用400KW發(fā)電機撤掉，對MCC房進行設計改造，在房內選取合適的空間增設頂驅1250A供電斷路器及銅排端子，裝設啟停指示燈，加裝3×240mm2的電纜，連接至MCC房出線室，在出線室加設頂驅母排?？刂品绞礁臑?00V發(fā)電機組——發(fā)電機并車母排——斷路器——房外接線端子——400V/600V升壓變壓器——頂驅電控房——頂驅。

四、實施情況

（一）強化設備使用制度

根據(jù)鉆井作業(yè)期間的負載情況、合理選擇發(fā)電機投入數(shù)量。當實際負載低于發(fā)電機額定功率65%時，嚴禁啟用第2臺發(fā)電機，達到65%時，必須使用并車。對設備使用實行一定的考核獎懲機制，對于責任心強、嚴格執(zhí)行設備使用制度的崗位人員實行柴油節(jié)約考核獎勵機制。反之，對于忽視負載情況，隨意選擇并車使用，抱著“公家”柴油與自己無關思想的也在獎金考核上進行處罰。

（二）實施情況

首先在50LDB鉆機50695鉆井隊進行了試點，由于效果十分明顯，接著在40DB鉆機40217隊及另一LDB鉆機50775隊完成改造，撤掉頂驅專用發(fā)電機后，在機房配置有3臺同等型號480KW發(fā)電機。通過密切跟蹤使用效果，重點對影響成本的主要因素：油料、材料、設備維修等重點成本項目進行跟蹤調查分析，找出成本節(jié)約點。在鉆至井深1300米之前，一臺發(fā)電機無需并車已完全能夠滿足鉆井所需。另外整口井非鉆進期間都無需并第二臺發(fā)電機使用。并車使用期間實現(xiàn)了負荷平均分配，發(fā)電機并車裝置能夠根絕負載自動調節(jié)輸出，增高功率因素。改造后取得了顯著的效果，首先大大節(jié)約了柴油消耗；其次3臺發(fā)電機輪流倒換使用，維護保養(yǎng)及時，延長了設備使用壽命；再者提高了設備使用安全系數(shù)；另外再沒有因頂驅專用發(fā)電機故障而導致停工、耽誤時效的狀況發(fā)生。

五、實施效果

（一）社會效益

隨著設備的發(fā)展升級，各大鉆井公司對頂驅的配置量日益增多，但如果采用傳統(tǒng)的頂驅專用發(fā)電機配置模式，不思改進，將有違油田現(xiàn)在推行的降本、增效經營管理宗旨。

對配置頂驅井隊MCC并機系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，增設頂驅接口，節(jié)省一臺發(fā)電機管理模式的建立與實施，使經營成本管理的基礎更加夯實，成本管理的行為更加規(guī)范，成本管理的工作更加細化，整體管理水平得到全面提高，表現(xiàn)出良好的社會效益，深得各井隊的歡迎，有著較強的實際意義。

（二）經濟效益分析

1、投入費用

一次性改造所需增加各種勞務費用、材料費用及其它費用3.5萬元。

2、節(jié)約成本

改造后，密切跟蹤改造效果，起下鉆、下套管和循環(huán)期間使用單臺發(fā)電機完全滿足要求，每24小時相比原來用2個發(fā)電機實際節(jié)約柴油1噸，前三個月累計施工18口井，起下鉆、下套管和循環(huán)期間共計1900小時，節(jié)約柴油1900÷24×1=79噸，柴油價格平均0.76萬元，18口井節(jié)約柴油成本0.76×79=60萬元；另外減少原有發(fā)電機維護保養(yǎng)誤工時間統(tǒng)計30小時/三個月，按照平均日費6萬元，周期節(jié)約共計30÷24×6=7.5萬元；發(fā)電機維護、保養(yǎng)及故障維修配件等節(jié)約2萬元。前三個月共計節(jié)約60+7.5+2=69.5萬元。

3、凈效益

通過優(yōu)化原有設備配置模式，配合一系列措施的完善及強化管理，改造后3個隊前三個月發(fā)電機柴油消耗成本同比共計降低了69.5萬元，減去改造成本3.5萬元，共計節(jié)約資金66萬元。

六、結論

基于進一步拓展挖潛空間，優(yōu)化設備配置模式，用盡可能少的油耗、材料消耗及設備消耗推動鉆井正常生產，提出了該項目，并付諸了實施。

勝利油田5大鉆井公司，設備型式基本一致，推廣開來，跟蹤使用情況，改造后，相比原有配置模式，在起下鉆期間，每天平均節(jié)約柴油40%，帶來了可觀的經濟效益和社會效益。

對配置頂驅井隊進行MCC房升級改造，它所帶來的柴油成本結余、設備安全管理水平提升作用已日趨明顯。該項目改造實際、在各大油田公司具有良好的可復制性、可推廣性，有極大的推廣應用價值，能夠極大的提高井隊降本增效管理水平，為油田乃至中石化鉆井作業(yè)帶來巨大的節(jié)能效益。