杜亮

摘要：在石油的勘探開采過程中井下作業(yè)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，而修井機(jī)是井下作業(yè)主要運(yùn)動(dòng)的核心設(shè)備，目前我國在油田修井作業(yè)領(lǐng)域修井機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，但是由于當(dāng)前我國大多數(shù)的修井機(jī)采取的都是傳統(tǒng)柴油驅(qū)動(dòng)方式，每年消耗的柴油資源數(shù)量龐大，我國中石油集團(tuán)公司每年在修井費(fèi)用方面能夠達(dá)到10億元。由此可見，對于當(dāng)前的石油井下作業(yè)過程來說，如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，促進(jìn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是非常重要的一項(xiàng)話題。

關(guān)鍵詞：修井機(jī);節(jié)能減排;油改電

引言

修井機(jī)由于具有良好的流動(dòng)性，而且起油管速度非常迅速，因此在油田領(lǐng)域的井下作業(yè)過程中得到了廣泛應(yīng)用，為油田井下更換工具發(fā)揮出巨大的作用。隨著我國當(dāng)前石油生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，在油田井下作業(yè)生產(chǎn)過程中使用的修井機(jī)數(shù)量也在不斷增加，但是大多修井機(jī)采取的都是傳統(tǒng)的柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，導(dǎo)致其在實(shí)際的應(yīng)用過程中會(huì)產(chǎn)生大量的，對環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生一定污染，在這種形式下針對修井機(jī)油改電節(jié)能減排進(jìn)行深入探討具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 修井機(jī)概述

在當(dāng)前油田井下作業(yè)過程中修井機(jī)是必不可少的一種專用作業(yè)設(shè)備，以柴油機(jī)為動(dòng)力源的傳統(tǒng)修井機(jī)在油田的多年應(yīng)用過程中技術(shù)已經(jīng)逐步趨于成熟，但是隨著當(dāng)前能源形勢的日益緊張，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中出現(xiàn)了非常突出的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境沖突問題，目前在我國大量應(yīng)用的柴油機(jī)專業(yè)作業(yè)設(shè)備實(shí)際的運(yùn)行效率僅僅能夠達(dá)到50%左右，能源浪費(fèi)現(xiàn)象非常嚴(yán)重，也使得我國油田領(lǐng)域井下作業(yè)成本居高不下。

傳統(tǒng)修井機(jī)在多年應(yīng)用過程中體現(xiàn)出了能耗高、污染高、噪音高、維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用高等一些特點(diǎn)[1]，這對我國當(dāng)前的修井作業(yè)裝備發(fā)展起到了一定制約作用，而且在井下清理作業(yè)過程中的大量應(yīng)用還會(huì)進(jìn)一步引發(fā)噪聲環(huán)境污染等問題，不僅會(huì)對一線生產(chǎn)作業(yè)工人的身體健康產(chǎn)生一定的影響，而且對周邊環(huán)境質(zhì)量也會(huì)造成嚴(yán)重威脅。在當(dāng)前柴油能源價(jià)格不斷上升的前提下，傳統(tǒng)柴油動(dòng)力修井機(jī)實(shí)際應(yīng)用成本也在不斷攀升，給我國整個(gè)油田領(lǐng)域的運(yùn)營成本帶來了極大的負(fù)擔(dān)。

2 電動(dòng)修井機(jī)研制

在針對傳統(tǒng)修井作業(yè)設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步升級改造之后，并充分融合節(jié)能減排里面，通過大力開展技術(shù)革新有效提升井下修井作業(yè)設(shè)備的節(jié)能降耗目標(biāo)。

2.1 電動(dòng)修井機(jī)結(jié)構(gòu)改造

常規(guī)修井機(jī)在實(shí)際應(yīng)用過程中現(xiàn)場生產(chǎn)作業(yè)、底盤行走主要依靠的都是底盤車，發(fā)動(dòng)機(jī)以及液力變速器[2]。在液力變速器中通常會(huì)設(shè)置相應(yīng)的分動(dòng)箱，這樣就能夠?qū)⒉裼蜋C(jī)的動(dòng)力分別傳輸?shù)降妆P車驅(qū)動(dòng)橋以及裝載腳分動(dòng)箱。角分動(dòng)箱的扭矩又可以通過傳動(dòng)軸傳遞到主滾筒和狀態(tài)上。這種情景你在多年的發(fā)展過程中在作業(yè)性能以及速度方面都具有了較高的水平，但是其本身在運(yùn)用過程中的能耗比較高，由于作業(yè)過程中排放量相對較高，因此會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重環(huán)境污染，對于當(dāng)前我國所提倡的節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)完全不符。針對這種修井機(jī)可以充分利用交流變頻電機(jī)以及柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)形成組合式分動(dòng)箱，不僅能夠讓整體的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)更加簡化，而且可以實(shí)現(xiàn)對各個(gè)作業(yè)區(qū)油田電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)適用[3]。

2.2 技術(shù)改進(jìn)及解決措施

（1）由于在進(jìn)行油改電的過程中使用了一組蓄電池來作為整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行電源長期能量回饋單元，但是受到底盤車空間的局限，其實(shí)際的安裝位置與地面距離相對較近，油田各個(gè)生產(chǎn)作業(yè)區(qū)域道路狀況相對比較惡劣，因此導(dǎo)致修井機(jī)在作業(yè)過程中會(huì)存在一定的安全隱患。針對這種缺點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)后，當(dāng)蓄電池柜的距離進(jìn)一步上提，有效解決了這個(gè)問題。

（2）油改電設(shè)計(jì)過程針對原車分動(dòng)箱進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，研發(fā)出了一種組合式的分動(dòng)箱，并增加了電機(jī)的動(dòng)力輸入端。將底盤車分動(dòng)箱與電機(jī)之間充分利用連軸器進(jìn)行連接，這樣不僅能夠保證整個(gè)作業(yè)過程中動(dòng)力傳遞的平穩(wěn)性，也能夠讓設(shè)備的工裝水平得到進(jìn)一步提升，隨后充分利用專業(yè)的調(diào)瓶平機(jī)構(gòu)，對修井機(jī)整體的動(dòng)平衡效果進(jìn)行有效。

（3）油改電之后，電動(dòng)液壓泵在實(shí)際作業(yè)過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)工業(yè)不足的現(xiàn)象，而且會(huì)產(chǎn)生較大的噪音，長期運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致液壓泵經(jīng)常出現(xiàn)溫度過熱現(xiàn)象，甚至在一些情況下還會(huì)使得液壓機(jī)出現(xiàn)燒壞現(xiàn)象。進(jìn)行深入分析后發(fā)現(xiàn)，之所以出現(xiàn)這種狀況，主要是因?yàn)榧扔泄芫€太長而管線的直徑相對比較小，針對這種現(xiàn)象，在更換新的管線之后，對布管方式進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化從而使這些問題得到有效解決。

2.3 修井機(jī)油改電現(xiàn)場節(jié)能減排效果分析

某油田在針對傳統(tǒng)柴油動(dòng)力修井機(jī)進(jìn)行油改電之后，使得油田每年作業(yè)過程中，能源節(jié)約上能夠達(dá)到50%，油田的生產(chǎn)開采成本得到有效控制，為企業(yè)帶來了巨大的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過改造后的電動(dòng)修井機(jī)，再充分保證原有生產(chǎn)能力的前提下，使得井下作業(yè)過程中的燃油消耗量得到最大，使得企業(yè)燃油以及維修費(fèi)用支出得到有效解決，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。與此同時(shí)，由于燃油使用總量不斷下降，因此在作業(yè)過程中產(chǎn)生的污染物排放總量也得到了有效控制，使得企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營成本以及環(huán)保成本都實(shí)現(xiàn)了有效控制。為企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

3 結(jié)束語

綜上所述，修井機(jī)是油田井下作業(yè)過程中不可或缺的一種專用設(shè)備，但由于傳統(tǒng)作業(yè)設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用過程中的能耗較高，因此必須要進(jìn)行油改電改造，在此基礎(chǔ)上才能夠讓電動(dòng)修井機(jī)的節(jié)能減排效果得到有效提升。

參考文獻(xiàn)

[1]牛文杰，白永濤，余焱群，王曉斌，王運(yùn)安，閆成新. 自動(dòng)化智能液壓修井機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 石油鉆采工藝，2016，38（02）：195-200.

[2]耿玉廣，谷全福，王樹義，曾良軍，孫連會(huì)，李寶軍. 修井作業(yè)井口無人操作起下油管裝置[J]. 石油鉆采工藝，2014，36（06）：116-121.

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