趙海延 （大慶鉆探國(guó)際事業(yè)部蒙古項(xiàng)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(guó)際事業(yè)部蒙古項(xiàng)目部）

降低能源消耗，提升資源的使用效率，實(shí)現(xiàn)消耗式生產(chǎn)向高效環(huán)保能源利用的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)在我國(guó)能源利用中變得越來越重要，在持續(xù)貫徹科學(xué)發(fā)展觀的政策方針下，節(jié)電技術(shù)在石油鉆井企業(yè)的生產(chǎn)中意義重大。當(dāng)前石油企業(yè)在節(jié)能的概念認(rèn)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(shè)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(jì)效益的重要措施。近年來，我國(guó)石油企業(yè)在節(jié)約電能上提出了各種科學(xué)管理策略，實(shí)現(xiàn)了節(jié)電技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步，且獲得了十分有效的節(jié)電效果。采用節(jié)能抽油機(jī)，同時(shí)使用節(jié)電箱和節(jié)能電動(dòng)機(jī)等，取得了顯著效益；但和先進(jìn)水平比較仍舊存在著較大的差異，對(duì)此還需要針對(duì)企業(yè)的節(jié)能潛能以及具體措施展開相應(yīng)研究。

1 鉆井設(shè)備能耗情況

根據(jù)能源能量的轉(zhuǎn)化，石油鉆井設(shè)備基本上分為原動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)機(jī)。原動(dòng)機(jī)發(fā)揮的主要功能是將能源在原動(dòng)機(jī)中實(shí)現(xiàn)燃燒，并將能源的化學(xué)能進(jìn)行釋放，在釋放過程中將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，或者向電能轉(zhuǎn)化并實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)備；驅(qū)動(dòng)機(jī)的主要功能是在吸收或?qū)υ瓌?dòng)機(jī)產(chǎn)生出的機(jī)械能實(shí)行重新分配進(jìn)而做功，在鉆井生產(chǎn)中發(fā)揮一定的功能[1]。鉆井機(jī)械設(shè)備的原動(dòng)機(jī)主要使用柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)以及燃?xì)鈾C(jī)，且對(duì)柴油發(fā)電機(jī)和燃?xì)獍l(fā)電機(jī)進(jìn)行了包含。原動(dòng)機(jī)之外的各種運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備都在驅(qū)動(dòng)機(jī)范圍內(nèi),如聯(lián)動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)盤、偶合機(jī)等。

2 鉆井設(shè)備節(jié)能技術(shù)

2.1新節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

在選擇鉆井設(shè)備的配型中，優(yōu)先選擇耗能低、效率高的機(jī)械設(shè)備，利用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，提升原動(dòng)機(jī)和傳送機(jī)的效率，達(dá)到節(jié)能效果。

2.1.1 電噴式柴油機(jī)

電控調(diào)速器在柴油機(jī)旋轉(zhuǎn)飛重裝置中的利用，實(shí)現(xiàn)原來機(jī)械調(diào)速器的電噴模式，精確化控制轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)ECM的控制模式要以相應(yīng)的程序?yàn)橐罁?jù)，在柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中達(dá)到最佳噴油狀態(tài)，同時(shí)與柴油的壓力、溫度等信息進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)合，精確化控制噴油時(shí)間和數(shù)量，增大燃油機(jī)在燃燒中釋放的能量，達(dá)到最佳能量釋放效果，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提升，保證柴油機(jī)在瞬間能力釋放和穩(wěn)定工作前提下實(shí)現(xiàn)煙度在EPA限制以內(nèi)的排放，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的效果[2]。

2.1.2 無功補(bǔ)償和諧波抑制技術(shù)

平均功率因素為0.5的直流電動(dòng)鉆機(jī)，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(bǔ)償和諧波抑制技術(shù)以后，直流電動(dòng)鉆機(jī)的功率因素可以提升至0.93，在5次諧波下可以實(shí)現(xiàn)能耗降低至6%[3]。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，上述技術(shù)的應(yīng)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(jī)

機(jī)械鉆機(jī)設(shè)備中最常出現(xiàn)的情況就是動(dòng)力匹配不協(xié)調(diào)。鉆機(jī)符合通常情況下不到70%，但是鉆井隊(duì)通常會(huì)配備2臺(tái)功率約為400 kW的柴油發(fā)電機(jī)設(shè)備。鉆機(jī)的年消耗柴油量在整個(gè)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(jī)的負(fù)荷，可以對(duì)鉆機(jī)的富余動(dòng)力進(jìn)行利用，用來對(duì)另1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作的拖動(dòng)，既可以減少1臺(tái)發(fā)電機(jī)的能量消耗，實(shí)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(jī)，可以對(duì)其富余動(dòng)力進(jìn)行充分利用，借助其帶動(dòng)另外1臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。而12V190系列鉆機(jī)，其工作狀態(tài)長(zhǎng)期為低負(fù)荷、高耗能狀態(tài)，觀察其特征曲線可以得出：轉(zhuǎn)速在1300 r/min時(shí)，負(fù)荷率將會(huì)大于75%。因此，節(jié)約能源，降低消耗也就意味著要將柴油機(jī)負(fù)荷率進(jìn)行提升。通過以上方法，利用鉆機(jī)的富余功率進(jìn)行發(fā)電，它的供電能力就會(huì)滿足鉆井隊(duì)的需求。12V190柴油機(jī)具有最佳的工作狀態(tài)，且經(jīng)濟(jì)效益顯著，負(fù)荷率提高90%以上，可以顯著降低能源消耗，同時(shí)達(dá)到良好的節(jié)能效果。

2.2合理使用鉆井設(shè)備

目前，石油企業(yè)鉆井中應(yīng)用的設(shè)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(shè)備的使用和管理工作，合理利用鉆井設(shè)備即能達(dá)到良好的節(jié)能效果[5]。

2.2.1 對(duì)原動(dòng)機(jī)參數(shù)與功率進(jìn)行調(diào)整

在鉆井過程中需要對(duì)不同工藝需求進(jìn)行結(jié)合，對(duì)各個(gè)工序中需要的功率進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，優(yōu)化參數(shù)設(shè)置，隨后再確定需要多少臺(tái)原動(dòng)機(jī)，保證原動(dòng)機(jī)處于最佳的經(jīng)濟(jì)性工作狀態(tài)，不能盲目增加原動(dòng)機(jī)的數(shù)量，要避免不必要的浪費(fèi)現(xiàn)象，提升原動(dòng)機(jī)的利用效率，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能目的[6]。

2.2.2 正確保養(yǎng)并定期維護(hù)設(shè)備

設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)措施，要與不同設(shè)備的具體情況以及實(shí)際使用情況進(jìn)行結(jié)合。為了保證柴油機(jī)可以達(dá)到最佳工作狀態(tài)，可適當(dāng)調(diào)整柴油機(jī)氣門間隙、對(duì)噴油器進(jìn)行校正、設(shè)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(shí)現(xiàn)柴油機(jī)轉(zhuǎn)化效率的提高。

2.2.3 故障預(yù)防檢修手段

石油鉆井行業(yè)的不斷發(fā)展，石油鉆井設(shè)備的檢測(cè)技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了不斷的更新和進(jìn)步，設(shè)備的維修方式也從過去的出現(xiàn)故障后再檢修轉(zhuǎn)變?yōu)楣收项A(yù)防性檢修。故障預(yù)防性檢修主要是依據(jù)設(shè)備的運(yùn)作狀況，在事故發(fā)生前兆出現(xiàn)時(shí)就實(shí)行預(yù)防性檢修，對(duì)設(shè)備進(jìn)行有效的保養(yǎng)和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備正常性能的恢復(fù)，提升其運(yùn)行的可靠性，實(shí)現(xiàn)事故發(fā)生概率的有效降低，減少維修費(fèi)用，避免設(shè)備出現(xiàn)停機(jī)運(yùn)行引起不必要的經(jīng)濟(jì)損失[7]。故障預(yù)防檢修手段不但可以降低能源的消耗，同時(shí)具有提升經(jīng)濟(jì)效益的作用。

3 鉆井設(shè)備節(jié)能措施

鉆井設(shè)備的節(jié)能工作具有長(zhǎng)期性和系統(tǒng)性特征，除了需要對(duì)技術(shù)進(jìn)步的依靠，還要實(shí)現(xiàn)企業(yè)中各個(gè)成員的積極參與，各項(xiàng)規(guī)章制度的建立與落實(shí)也十分重要。

3.1加強(qiáng)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(jié)合，結(jié)合自身情況設(shè)定相應(yīng)的節(jié)能降耗管理組織或機(jī)構(gòu)，明確各個(gè)機(jī)構(gòu)或組織的責(zé)任目標(biāo)，建立自上而下全面配套節(jié)能制度，并且要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的逐級(jí)分解，落實(shí)各個(gè)階層的目標(biāo)，最終形成責(zé)任目標(biāo)十分明確的體系，將公司的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)考核體系落實(shí)于節(jié)能目標(biāo)內(nèi)，有效兌現(xiàn)嚴(yán)格考核制度。

3.2做好宣傳工作，帶動(dòng)企業(yè)全員參與的積極性

廣泛宣傳節(jié)能降耗理念，引導(dǎo)并帶動(dòng)企業(yè)全員參與的積極性，認(rèn)識(shí)到個(gè)人利益與實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)之間的重要聯(lián)系。

3.3調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化生產(chǎn)力

要想實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，并對(duì)生產(chǎn)力進(jìn)行健康優(yōu)化，首先，要對(duì)節(jié)能技術(shù)實(shí)行改造，淘汰高耗能、重污染生產(chǎn)工藝，將企業(yè)的過重結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為輕結(jié)構(gòu)。其次，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，增置一些新的配套設(shè)施或引進(jìn)全新的生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)，大力支持循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，在生產(chǎn)中樹立節(jié)能環(huán)保理念[8]。最后要實(shí)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(fèi)。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)的發(fā)展模式已經(jīng)得到了積極的調(diào)整，經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸從過去的粗放型轉(zhuǎn)變?yōu)榧s型。石油鉆井行業(yè)一直是我國(guó)的高耗能產(chǎn)業(yè)，必須要采取節(jié)能措施實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在將來的一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)的石油鉆井技術(shù)會(huì)得到快速的發(fā)展，石油鉆井設(shè)備會(huì)持續(xù)進(jìn)行更新，各項(xiàng)高耗能技術(shù)會(huì)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(guó)石油和化學(xué)工業(yè)節(jié)能技術(shù)交流及投融資大會(huì)暨中國(guó)化工節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)四屆三次理事會(huì)論文集.北京：中國(guó)化工節(jié)能技術(shù)協(xié)會(huì)，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(yīng)用[J].電氣應(yīng)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(guó)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(shù)，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(shù)，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(duì)策分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，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(xué)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(guó)際事業(yè)部蒙古項(xiàng)目部，163000。