朱亞峰

摘要：目前，石油鉆探公司通過對柴油機(jī)多種額定點(diǎn)功率以及多種轉(zhuǎn)速臺(tái)架試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，可以減少石油開采過程中所消耗成本以及能源，進(jìn)而對使用的柴油機(jī)鉆井配套設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終確定柴油機(jī)額定功率以及額定轉(zhuǎn)速機(jī)型。另外，結(jié)合實(shí)際使用情況確定柴油機(jī)正確的使用方法，可以為石油鉆探公司創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī);匹配;使用

引言：

在石油行業(yè)發(fā)展過程中，使用柴油機(jī)進(jìn)行鉆井已經(jīng)成為較為成熟的技術(shù)。為更好的降低生產(chǎn)成本以及能源消耗，本文圍繞鉆井用柴油機(jī)的高效匹配與使用展開討論，在石油開采中選擇配套的鉆井柴油機(jī)以及傳動(dòng)方法，可以降低燃油的消耗以及運(yùn)行成本。在下文中，對當(dāng)前普遍使用的鉆井配套柴油機(jī)的機(jī)型和使用方法進(jìn)行分析。

1鉆機(jī)配套動(dòng)力的選擇

1.1功率的選擇

目前，許多鉆井動(dòng)力配置的功率都出現(xiàn)偏大的情況，如Z140L鉆機(jī)，配置810kW的柴油機(jī)共3臺(tái)，美國1320M鉆機(jī)機(jī)型配置功率為760kWD399型柴油機(jī)3臺(tái)。由于配置柴油機(jī)的功率需要一次性投資，并且會(huì)花費(fèi)巨大的成，如果柴油機(jī)沒有在額定的狀態(tài)下進(jìn)行石油開采，通常會(huì)造成較高的燃油消耗問題，使鉆井的成本不斷增加。為解決由于額定功率不同導(dǎo)致的成本上升問題，在鉆井動(dòng)力配套設(shè)計(jì)中，將工作機(jī)械功率為110%的機(jī)型作為選擇功率，而且還應(yīng)根據(jù)特殊的環(huán)境、濕度等條件綜合考慮，減少客觀因素對柴油機(jī)功率消耗的影響。

1.2轉(zhuǎn)速選擇

石油鉆探企業(yè)在以往的鉆機(jī)轉(zhuǎn)速選擇時(shí)，常會(huì)使用轉(zhuǎn)速為1500r/min的額定轉(zhuǎn)速柴油機(jī)。但是，在柴油機(jī)實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，柴油機(jī)的工作轉(zhuǎn)速會(huì)保持在1300r/min左右，這時(shí)的轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速。在對柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)時(shí)，為保證設(shè)計(jì)參數(shù)符合額定標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)將供油提前角、配氣相位以及渦輪轉(zhuǎn)速等條件進(jìn)行合理化調(diào)整。如果柴油機(jī)處在低轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)，供油提前角等會(huì)增加，柴油無法充分燃燒，致使最大爆發(fā)壓力和燃油消耗率超過正常水平。所以，在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速選擇時(shí)，保證柴油機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定以及獲得較好的經(jīng)濟(jì)性，許多公司都會(huì)選擇G12V190Z型柴油機(jī)，該柴油機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1500r/min和1300r/min。根據(jù)試驗(yàn)對比發(fā)現(xiàn)，選擇1300r/min機(jī)型可以獲得柴油機(jī)較好的運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

1.3大修機(jī)不能無限期使用

油田使用的柴油機(jī)中，有部分為多次大修柴油機(jī)機(jī)型，根據(jù)《石油天然氣工業(yè)用柴油機(jī)》規(guī)定，針對報(bào)廢的柴油機(jī)應(yīng)停止使用。但是，許多企業(yè)都將大修后的柴油機(jī)大修后反復(fù)的使用，這樣的柴油機(jī)不僅無法提供有效的工作效率，無法獲得應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益，而且還使柴油機(jī)處在危險(xiǎn)的狀態(tài)下運(yùn)行。

例如，將JCLEt新柴油機(jī)在壽命內(nèi)進(jìn)行大修發(fā)現(xiàn)，在單位時(shí)間內(nèi)消耗的柴油為198000kg，機(jī)油為39600kg，按市場價(jià)格柴油3.5元/kg和機(jī)油7.2元/kg推算，對一臺(tái)柴油機(jī)進(jìn)行維修消耗的油料費(fèi)要多出新柴油機(jī)9.78萬元。假設(shè)石油鉆探公司年報(bào)廢的柴油機(jī)為200臺(tái)，總共會(huì)節(jié)省1.95億元人民幣。

2柴油機(jī)的科學(xué)、正確使用

2.1怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不要過長

在柴油機(jī)處在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，柴油機(jī)會(huì)按照最低空載速度進(jìn)行工作，許多新型機(jī)型通過怠速的方式進(jìn)行磨合，或者柴油機(jī)沒有工作時(shí)也會(huì)進(jìn)行怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，這對于柴油機(jī)的使用壽命是有影響的。具體表現(xiàn)為：一，柴油機(jī)持續(xù)的處在怠速工作狀態(tài)，由于熱負(fù)荷一直處在較低的水平，會(huì)增加活塞與缸套的間歇距離，機(jī)油會(huì)從間隙中竄出，使機(jī)油的消耗不斷增加;二，在長時(shí)間的怠速運(yùn)行時(shí)，柴油機(jī)的水溫較低，會(huì)增加缸套的磨損情況;三，一直處在怠速狀態(tài)下的柴油機(jī)，噴油泵以及各缸的供油量會(huì)出現(xiàn)無法平衡的情況，各缸無法充分的完成作功需求，尤其是在柴油燃燒不充分的條件下，產(chǎn)生的廢氣中HC與CO含量會(huì)升高，嚴(yán)重的污染環(huán)境;四，柴油機(jī)處在怠速運(yùn)行時(shí)，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的竄機(jī)油問題，造成柴油機(jī)結(jié)碳問題嚴(yán)重，致使氣閥與活塞和缸套間的間隙增大，柴油機(jī)無法正常的運(yùn)轉(zhuǎn);五，將12V190型柴油機(jī)研究對象，長期處在怠速運(yùn)行時(shí)，燃油消耗量在8-109kW·h，同樣會(huì)出現(xiàn)較大的能耗問題。

2.2冷卻水溫的合理控制

控制好柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下的冷水溫度，可以控制好柴油機(jī)的工作，同時(shí)減少燃油消耗問題以及延長使用時(shí)間。在正常的運(yùn)行狀態(tài)下，柴油機(jī)12V190的水溫應(yīng)控制在75℃-85℃范圍內(nèi)。一旦溫度處在60℃以下，柴油機(jī)氣缸內(nèi)溫度會(huì)降低，增加熱損耗的同時(shí)，還會(huì)延長火滯的時(shí)間。如果柴油機(jī)冷水溫由85℃降至60℃過程中，柴油機(jī)的油耗每小時(shí)會(huì)增加69kW，同時(shí)還會(huì)增加氣閥結(jié)碳以及磨損的情況，而且活塞的缸套會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的振動(dòng)情況，導(dǎo)致缸套出現(xiàn)不同程度的穴蝕。而柴油機(jī)水溫在40℃-60℃范圍內(nèi)時(shí)，除了在缸套內(nèi)出現(xiàn)穴蝕的情況，同時(shí)在冬季低溫的環(huán)境中會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰的情況。另外，如果柴油機(jī)處在空載的運(yùn)行下，每臺(tái)柴油機(jī)多消耗柴油為57800kg，而機(jī)油為300kg，直接損失的經(jīng)濟(jì)效益為20萬元。因此，在冬季為柴油機(jī)增加使用防凍液，或者安裝自動(dòng)加熱保溫裝置。

2.3加速加載及停車不要太快

在使用柴油機(jī)CLJJ機(jī)型時(shí)，應(yīng)控制好n速加載，防止由于太快的加速過程，導(dǎo)致柴油機(jī)機(jī)械負(fù)荷與熱負(fù)荷變化過快，使采油機(jī)振動(dòng)過大造成零件損毀的情況發(fā)生。根據(jù)12V190柴油機(jī)機(jī)型加速加載試驗(yàn)可知，加速加載過快，會(huì)使柴油機(jī)出現(xiàn)較大的振動(dòng)，而應(yīng)控制好加載加速。另外，在停車時(shí)應(yīng)先卸載柴油機(jī)，使柴油機(jī)處在一定時(shí)間內(nèi)的怠速狀態(tài)下，并根據(jù)水溫40℃條件，才能完成停車操作。

結(jié)論：

綜上所述，為減少柴油機(jī)的能耗消耗以及控制運(yùn)行成本，合理的選擇柴油機(jī)功率、轉(zhuǎn)速以及正確的操作，可以延長柴油機(jī)使用壽命的同時(shí)，還能增加經(jīng)濟(jì)效益。

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