師成燦 陳微熙 袁得芳（青海油田井下作業(yè)公司）

青海油田 XJ-250電動修井機節(jié)能減排效果分析

師成燦 陳微熙 袁得芳（青海油田井下作業(yè)公司）

通過對傳統(tǒng)修井機結構和動力系統(tǒng)存在的缺陷進行重新設計，改變其能源消耗結構， 優(yōu)化目前修井機驅動方式,使油田企業(yè)作業(yè)施工環(huán)節(jié)更加節(jié)能環(huán)保,能夠有效利用現(xiàn)有電能大幅度降低修井機的使用成本，從而有效降低井下作業(yè)的生產成本費用，并具有良好的節(jié)能環(huán)保性能。通過多井次、多區(qū)塊、多臺車的應用，完全能夠適應目前井下作業(yè)需求，具有廣闊的推廣應用前景。

石油設備 修井機 節(jié)能減排

井下作業(yè)業(yè)務是石油行業(yè)勘探開發(fā)工程技術服務的重要業(yè)務，截至 2011年底，僅中國石油擁有各類修井機 2800余臺，年消耗柴油約 10×104t，修井費用近10億元。針對目前節(jié)能減排的形勢，對修井機總體技術性能和使用性能等綜合指標要求越來越高。節(jié)能減排已成為全行業(yè)保持可持續(xù)發(fā)展、尋求新的發(fā)展空間的必然選擇。

1 修井機

修井機是油田井下作業(yè)不可缺少的修井專用設備，傳統(tǒng)的修井機以柴油機為動力源，現(xiàn)在已經是一項非常成熟的技術。但是在目前能源日益緊缺，經濟發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳的背景下，在青海這個高原油田柴油機工作效率僅為 50%左右，能 源浪費較 為 嚴 重 ， 作業(yè)成本 高[1]。

傳統(tǒng)修井機以其高耗能、高污染、高噪音、維護保養(yǎng)費用高的特點一直制約著修井裝備行業(yè)的發(fā)展，而且還存在噪聲污染等一系列環(huán)保問題，既影響一線生產工人的身體健康,又影響周邊環(huán)境質量。并且隨著能源價格上漲，以柴油機為動力的傳統(tǒng)修井機的運行成本不斷升高，僅青海油田有70余臺修 井 機 ，年消 耗 柴油約 2500t，運 行 成 本近3000萬元。

在青海油田，僅以 250型修井機為例，單臺修井機在工作量飽滿的情況下，年平均消耗柴油約為41.74t/a，折合人民幣 31.13 萬元，折合碳排放量為136.41 萬元。由此可見，我們是生產石油的行業(yè)，但也是碳排放高、石油消耗巨大的行業(yè)。

2 XJ-250電動修井機的研制

依靠科技，對原有耗能較大的工藝及設備進行更新和改造，加快節(jié)能減排技術的研發(fā)，通過技術革新實現(xiàn)節(jié)能降耗，降低日常運營成本已成為國內外各油田的任務之一，利用綠色、清潔、環(huán)保的電能是井下作業(yè)修井設備必走之路。

2.1電動修井機結構改進

常規(guī) XJ-250 電驅修井機在臺上作業(yè)、底盤行駛時共用車裝進口發(fā)動機和進口液力變速器。液力變速器帶有分動箱，將動力分別傳遞給底盤車各驅動橋和車上角傳動箱。角傳動箱通過鏈條、傳動軸等將動力分別傳遞給主滾筒和轉盤。該類型修井機經過不斷改進，其速度、提升能力等性能均較為成熟，但其高能耗、高污染、高排放的“三高”問題，已然不符合目前的環(huán)境形勢。

鑒于此，青海油田經過5年的潛心研究試驗，從結構上對 250型修井機進行了重新設計，即使用交流變頻電動機，國產柴油發(fā)動機，設計組合式分動箱，改變了傳動結構，替代了進口的價格昂貴、維修困難、技術受制約的柴油機和變矩器。簡化了機械傳動結構，并實現(xiàn)了在作業(yè)中完全使用油區(qū)內安全、經濟的油田電網。

2.2改進中的問題及解決方法

從 2011 年開始第一臺設備改造成功，試運行中，存在一定的問題，在生產中不斷調試、完善、整改，2012年3月將問題逐一解決。

表1 250型修井機和 250型電動修井機應用對比表

1）該車的蓄電池組做為電源補償和能量回饋單元，其安裝位置距離與地面較近，在油區(qū)狀況惡劣的路上行駛，是安全隱患存在點。經重新設計，調高柜底與地面的距離。

2）該電動修井機重新設計了組合式分動箱替換了原車的分動箱，增加電動機動力輸入端。電動機和并車分動箱通過聯(lián)軸器運行，在工作中發(fā)生動力傳遞不平穩(wěn)，從而造成整個動力傳遞系統(tǒng)不穩(wěn)定。通過提高設備的工裝水平，專業(yè)機構調平，檢測動平衡效果得以解決。

3）電動液壓泵供液不足，噪音大，在長時間工作時液壓泵會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，會導致液壓機的燒壞。原因主要是進油管線過長，孔徑太小造成，經重新更換管線，調整布管方式得以解決。

2.3目前運行情況及優(yōu)點

目前設備在小修、大修過程中均運轉正常，顯示了新設備的優(yōu)越性：

◇以電代油，節(jié)能降耗效果十分顯著，有利于節(jié)約成本；

◇交流電動機替代了進口動力，延長了對發(fā)動機的維護保養(yǎng)周期，從而節(jié)約維修保養(yǎng)費用；

◇以電代油，低碳環(huán)保，碳排放量明顯減少；◇現(xiàn)場作業(yè)噪音小，由原來 120dB，降至不超過60dB，有效保證了操作工人身心健康；

◇全車均采用國產配件，有效減小設備維修、維護成本。

3 XJ-250電動修井機現(xiàn)場應用節(jié)能減排分析

青海油田設計制造的 XJ-250 電動修井機經過近兩年超過 240口井的使用，在節(jié)約能源、降低油田開采成本上創(chuàng)造出了巨大的經濟效益和社會效益。

青海油田同一作業(yè)區(qū)塊進行相同作業(yè)的常規(guī)250 型 修井 機 和 250 型 電 動修 井 機 進 行 比 對 ， 見表1。

4 結語

該電動修井機的研制，使油田在不改變原有生產規(guī)模的情況下，大大降低燃油的耗用量，有效降低了企業(yè)的燃油、維修費用，產生顯著經濟效益，減少燃油使用的同時也減少了 CO2的排放總量，降低企業(yè)運行成本，也減輕了對環(huán)境的影響，社會效益和環(huán)保效益顯著，對今后修井機發(fā)展將產生深遠的影響。

[1]顧心悸.具有節(jié)能和環(huán)保優(yōu)勢的液壓蓄能修井機[J].石油機械,2003,31(增刊).

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.011.016

2013-08-15）

師成燦，2006年畢業(yè)于西南石油大學，從事井下作業(yè) 設 備 、工 藝 工 具 研 發(fā) 工 作 ， E-mail：shiccqh@petrochina.com ， 地址：青海省海西州茫崖花土溝井下作業(yè)公司，816400。