李軼鵬，范亞民，李小勇

（1.渤海石油裝備中成裝備制造公司，天津300280；2.寶雞石油機械有限責任公司，陜西寶雞721002；3.西安特種設(shè)備檢驗檢測院，西安710068） ①

鉆機發(fā)電機房幾項新技術(shù)的應用

李軼鵬1，范亞民2，李小勇3

（1.渤海石油裝備中成裝備制造公司，天津300280；2.寶雞石油機械有限責任公司，陜西寶雞721002；3.西安特種設(shè)備檢驗檢測院，西安710068）①

石油鉆機原有的發(fā)電機組已不能較好地適應現(xiàn)有鉆井工程施工及井隊配套生活對用電量的需求。分析了整體式發(fā)電機房的組成；設(shè)計分析了雙渠道燃料供回系統(tǒng)、煙道滅火裝置、排污系統(tǒng)及相關(guān)系統(tǒng)，有效地提高了整體式發(fā)電機房整體性能，更好地滿足了鉆井現(xiàn)場的使用，同時獲得了較好的經(jīng)濟效益。

發(fā)電機房；燃料供回系統(tǒng)；煙道滅火裝置；排污系統(tǒng)

隨著油田對節(jié)能減排及環(huán)保的要求越來越高，石油鉆機原有發(fā)電機組已不能很好地適應鉆機及井隊配套生活及工程設(shè)施的需求。筆者根據(jù)用戶和環(huán)保的要求，以7 000m鉆機所配發(fā)電機房為例，設(shè)計了雙渠道燃料供回系統(tǒng)、煙道滅火裝置、排污系統(tǒng)及相關(guān)系統(tǒng)，經(jīng)現(xiàn)場使用，達到了目的和要求，可為同行提供參考。

1 發(fā)電機房組成分析

7 000m發(fā)電機房通常由4棟主發(fā)電房和1棟輔發(fā)電房組成，每棟機房均有燃料供回管線、氣路管線、照明電路和排污系統(tǒng)，機房之間的線路要連在一起，同時要求占用空間小、可移動性強、拆裝方便。這5棟發(fā)電房要有機地結(jié)合為統(tǒng)一的動力井場發(fā)電模塊，以適應于鉆井現(xiàn)場惡劣的作業(yè)工況［1］。

2 雙渠道燃油供回系統(tǒng)

2.1 組成

發(fā)電機房雙渠道燃料供回系統(tǒng)主要由柴油供油和回油2部分組成。柴油的供回油又分為2種方式，如圖1所示。

1） 供回油均由發(fā)電房內(nèi)的小柴油罐（日油罐）提供和回收，發(fā)電房外的高架油罐只負責給發(fā)電房內(nèi)的小柴油罐供油，供滿后自動停供（如圖1所示打開閥門3和4，關(guān)閉閥門1和2）。

2） 供回油均由發(fā)電房外井場上的高架油罐提供和回收，而不經(jīng)過發(fā)電房內(nèi)的小柴油罐（如圖1所示打開閥門1和2，關(guān)閉閥門3和4）。

圖1 雙渠道燃油供回系統(tǒng)原理

2.2 管路設(shè)計

發(fā)電機房的管路設(shè)計如圖2，主要是由1條總供油和1條總回油組成。總供油與發(fā)電機房內(nèi)小柴油罐相連接，由連接在總供油管路和柴油罐之間的磁力驅(qū)動泵控制供油管路與柴油罐之間柴油的補給。再由它們之間管路上的閥門控制柴油罐是否為供油的主體?？偣┯凸芫€在3號發(fā)電機房內(nèi)變徑分支，供給各主輔發(fā)電機。由于輔發(fā)電機房不回油，所以只有主發(fā)電機將4路回油管線回到3號發(fā)電機房內(nèi)的總回油管線上。3號發(fā)電機房內(nèi)的小柴油罐為不銹鋼油罐，體積4m3。主供回油管線均為?50.8mm（2英寸）主管線，柴油發(fā)電機組的供油管線?25.4mm（1英寸），回油管線?22mm（3／4英寸）。供回油可均由發(fā)電房內(nèi)的小柴油罐（日油罐）提供和回收，也可由發(fā)電房外井場上的高架油罐直接提供和回收。由主管線向柴油發(fā)電機組的供回管線均采用耐油耐壓的軟管線連接，拆卸維修方便，解決了以往無縫鋼管之間的接頭處一旦漏油無法更換的問題。

其余主管線均采用無縫鋼管，便于與井場上柴油罐線的連接［2］。

圖2 發(fā)電機房管路布置

2.3 小柴油罐（日油罐）設(shè)計

小柴油罐的材料為不銹鋼，罐上配有自動液位開關(guān)、磁懸浮雙色液位計、防火帽、上吊板和柴油罐固定件、柴油罐放空等裝置和構(gòu)件。其主要作用是：

1） 井場上高架油罐里的來油經(jīng)小柴油罐起沉淀凈化作用，提高柴油的利用率。

2） 井場上高架油罐里的柴油供給不足時，小柴油罐可以作為一個儲備罐提供燃料給發(fā)電機組，確保發(fā)電機組正常使用。

3） 可以對發(fā)電機組的回油進行冷卻。

按小柴油罐液位控制器上、下液位限位之間的柴油量能供1臺發(fā)電機組工作10h計算，柴油罐上、下液位之間的體積為3.06m3，最后確定為4 m3，自動液位控制器的上、下限位高度差為1.5m。

2.4 小柴油罐自動供油裝置

小柴油罐上裝有液位計和自動液位控制開關(guān)。自動液位控制開關(guān)設(shè)有上、下液位限位。當柴油罐里的柴油達到設(shè)定的上限位時，自動液位開關(guān)會控制與其相連的磁力驅(qū)動泵停泵，使總供油管路停止向柴油罐里供油。當柴油罐內(nèi)的柴油液面降低至設(shè)定的下限位時，自動液位控制開關(guān)又控制開啟磁力驅(qū)動泵，經(jīng)磁力泵使柴油總供油管路中的柴油能順利向小柴油罐內(nèi)供油，以滿足小柴油罐的供油需求。使用小柴油罐供油時，關(guān)閉總供油閥門。其控制原理圖如3所示。

圖3 柴油罐自動供油控制原理

當小柴油罐內(nèi)的柴油液面到達設(shè)定的下限位時，自動液位控制器開動觸點閉合，將信號傳給交流接觸器，控制交流接觸器主觸點閉合從而控制柴油泵開啟；當小柴油罐內(nèi)的柴油液面到達設(shè)定的上限位時，自動液位控制器停止觸點斷開，將信號傳給交流接觸器，控制交流接觸器主觸點斷開從而控制磁力泵停止工作。

2 煙道滅火裝置

為了適應鉆井現(xiàn)場井控的需要，進一步提高鉆井隊生產(chǎn)作業(yè)的安全性，在發(fā)電機房煙道口處增設(shè)煙道滅火裝置，可以熄滅煙道口處產(chǎn)生的火花。發(fā)電機房的煙道滅火裝置主要由水管線和噴頭式滅火裝置組成，如圖4所示。

圖4 煙道滅火裝置

井場來水通過軟管線輸送到上面由?12.7mm（1／2英寸）細管線做的上水管線上，水經(jīng)上水管線直接輸送到煙囪內(nèi)的噴淋器噴頭上，達到滅掉煙囪內(nèi)火苗的目的；下面?38.1mm（1英寸）的出水管線從煙囪底部通過軟管連接到回水主管線上，用于排水。供回水主管線均通過管座固定在房頂上，發(fā)電機房各水管之間用軟管連接。

噴淋器上出水孔的分布如圖5所示，此種布孔方式可以使噴淋器的噴淋面積覆蓋整個煙囪內(nèi)壁，達到噴淋效果的最大化和最優(yōu)化。噴淋裝置具有熄滅煙囪內(nèi)火花的作用，達到了設(shè)計要求。

圖5 噴淋區(qū)域示意圖

4 排污系統(tǒng)

整體式發(fā)電房的排污系統(tǒng)主要由機油排污、水箱排污和廢氣排放3部分組成，如圖6。

圖6 整體式發(fā)電房排污系統(tǒng)

4.1 機油排污

廢機油的排放方式分為普通排放和強制排放。

1） 普通排放 將5臺發(fā)電機的排廢機油口用軟管線連接，并匯到1根總管上，機油由主管排放到指定的容器中。

2） 強制排放 冬季寒冷的惡劣工況往往造成機油發(fā)稠，不能直接排放出去。在原有機油排出主管線上設(shè)計了1條支管，支管上連接齒輪泵，采用強排方式時，關(guān)閉機油總管線出口的閥門，打開支管齒輪泵，由齒輪泵實現(xiàn)強排。

4.2 水箱的排污

水箱采取直接排污的方式，將廢水排放管線直接引到發(fā)電房外的指定容器中。

4.3 廢氣的排放

圖7 廢氣渣收集排放裝置

廢氣的排放包括廢氣和廢氣渣共同排放，如圖7。廢氣通過鋼管從房頂排放到房外，排氣管頂部安裝有防雨帽。廢氣渣收集排放裝置省掉了以往的大量管線，減少了工作量，使用戶可以方便、快捷、高效地收集清理廢氣渣。

5 結(jié)論

1） 雙渠道燃料供回系統(tǒng)解決了單純采用高架油罐帶來的不足，確保給發(fā)電機組正常供油，設(shè)計了小柴油罐既可作為一個儲備罐提供燃料給發(fā)電機組；又可對發(fā)電機組的回油進行冷卻。

2） 在發(fā)電機房排氣煙道口處設(shè)計了煙道滅火裝置，可以熄滅煙道口處產(chǎn)生的火花，提高了鉆井隊生產(chǎn)作業(yè)的安全性。

3） 合理設(shè)計了廢油、廢水、廢氣管路，節(jié)能減排，符合環(huán)保要求。

［1］ 稅理中.江蘇油田鉆機網(wǎng)電拖動技術(shù)改造［J］.石油礦場機械，2011，40（6）：94－97.

［2］ 李克寧.新型鉆井柴油機供油裝置設(shè)計與應用［J］.石油礦場機械，2010，39（2）：90－92.

1001－3482（2012）01－0091－04

TE922

B

2011－09－23

李軼鵬（1984－），男，天津人，工程師，2006年畢業(yè)于江漢石油學院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，主要從事石油鉆井裝備研制工作，E－mail：liyipeng＿cc＠126.com。