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        石油鉆井設(shè)備節(jié)能降耗措施與建議

        2021-12-06 20:08:31李巍
        裝備維修技術(shù) 2022年3期
        關(guān)鍵詞:儲能技術(shù)清潔能源

        摘 要:針對石油鉆井設(shè)備的節(jié)能降耗問題,本次研究首先對石油鉆井設(shè)備的能耗問題進(jìn)行系統(tǒng)分析,在此基礎(chǔ)上,對石油鉆井設(shè)備的節(jié)能降耗措施以及建議進(jìn)行深入研究,為降低石油鉆井設(shè)備的能耗奠定基礎(chǔ)。研究表明:受到社會對能源需求量提升的影響,石油鉆井設(shè)備越來越重要,但是該種類型設(shè)備的能耗相對較高,其主要原因在于節(jié)能意識欠缺、鉆井技術(shù)的間接作用以及設(shè)備負(fù)載端存在波動工況,因此,相關(guān)企業(yè)需要從提高節(jié)能意識、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備、利用新型清潔能源以及應(yīng)用儲能技術(shù)等角度入手,分別采取多項(xiàng)有效措施,全面降低石油鉆井設(shè)備的能耗。

        關(guān)鍵詞:石油鉆井設(shè)備;能耗原因;節(jié)能降耗;清潔能源;儲能技術(shù)

        前言

        在進(jìn)行石油鉆井作業(yè)的過程中,其設(shè)備具有資金密集度高、能耗成本大等特點(diǎn),通過對鉆井設(shè)備進(jìn)行廣泛的調(diào)研發(fā)現(xiàn),大多數(shù)的設(shè)備主要依靠電能驅(qū)動。由于我國對于能源的需求量相對較大,因此,石油鉆探作業(yè)也相對較多,所使用的鉆井設(shè)備類型以及數(shù)量相對較多,由于石油等能源的價(jià)格相對較低,因此,對于鉆井行業(yè)而言,如何降低能耗進(jìn)而實(shí)現(xiàn)成本控制屬于一項(xiàng)重要問題[1]。本次研究主要是從鉆井設(shè)備能耗相對較高的原因出發(fā),提出降低能耗的措施,為實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗奠定基礎(chǔ)。

        1 石油鉆井設(shè)備能耗原因分析

        1.1節(jié)能意識欠缺

        目前,全球的經(jīng)濟(jì)形勢在逐漸改善,在這種背景下,對于石油等資源的需求量在不斷提升,同時(shí),盡管世界各國都在對新型能源進(jìn)行研究,但是在新型能源得不到大力推廣及應(yīng)用之前,石油資源仍然是主要的能源,在這種背景下,鉆井行業(yè)的發(fā)展相對較為迅速,世界各國都將大量的成本費(fèi)用投入到石油鉆井作業(yè)以及相關(guān)設(shè)備的研究領(lǐng)域,由于在鉆井作業(yè)過程中投入的費(fèi)用相對較多,因此,鉆井作業(yè)過程中降低成本的意識相對較差,節(jié)能意識相對較低,如果鉆井企業(yè)只是將經(jīng)濟(jì)發(fā)展作為其主要目標(biāo),則設(shè)備的運(yùn)行能耗將難以得到降低[2]。

        1.2鉆井技術(shù)的間接作用

        對于我國的石油行業(yè)而言,其發(fā)展速度相對較快,目前正在對部分地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行開發(fā),受到地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對較為復(fù)雜的影響,對于鉆井作業(yè)提出了很高的要求,深井、超深井等技術(shù)不斷涌現(xiàn),對于某些較為復(fù)雜的鉆井技術(shù)而言,其對于鉆井設(shè)備的要求也相對較高,需要設(shè)備的輸出功率較大,在使用大功率設(shè)備的過程中,必然會引起能耗提升,因此,在節(jié)能降耗的過程中,需要對鉆井技術(shù)進(jìn)行合理的優(yōu)化,盡可能降低高能耗設(shè)備的使用率,間接實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)[3]。

        1.3設(shè)備負(fù)載端存在波動工況

        在進(jìn)行石油鉆探的過程中,隨著鉆井深度的不同,地層中的環(huán)境也必然會出現(xiàn)較大的變化,因此,相關(guān)設(shè)備的負(fù)荷也必然會出現(xiàn)波動,同時(shí),隨著鉆井深度的不斷提升,鉆機(jī)等設(shè)備的負(fù)荷也將會大幅提升,這一系列的原因都會導(dǎo)致設(shè)備的電控系統(tǒng)出現(xiàn)波動,設(shè)備功率的變化也會導(dǎo)致能耗大幅提升。在另一方面,設(shè)備運(yùn)行過程中存在一定的無用功,例如對于鉆機(jī)等設(shè)備而言,其主要是將電能轉(zhuǎn)化為動能,但是這個(gè)轉(zhuǎn)化過程中必然會產(chǎn)生一定的熱能,這部分熱能將會直接排放,最終導(dǎo)致設(shè)備的能耗提升。通過對我國部分鉆井企業(yè)進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn),其使用的鉆井設(shè)備相對較為落后,并沒有對其進(jìn)行及時(shí)的更新,受到設(shè)備相對較為落后以及設(shè)備運(yùn)行時(shí)間相對較長的影響,其能耗必然也會提升。

        2 石油鉆井設(shè)備的節(jié)能降耗措施與建議

        2.1提高節(jié)能意識

        目前,我國正在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,對于石油行業(yè)而言,其屬于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè),因此,石油行業(yè)需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的觀念,改變粗放式的生產(chǎn)模式,進(jìn)而向著精細(xì)化生產(chǎn)的方向發(fā)展,由于能耗屬于石油企業(yè)發(fā)展過程中的成本費(fèi)用,對于石油企業(yè)而言,其需要建立合理的經(jīng)濟(jì)評價(jià)體系,使得管理人員可以更加重視能耗問題。在另一方面,我國在2021年提出了碳中和和碳達(dá)峰的基本要求,在實(shí)現(xiàn)這兩項(xiàng)目標(biāo)的過程中,不但需要降低碳的排放,還需要降低生產(chǎn)能耗,因此,鉆井企業(yè)需要根據(jù)目前的政策要求,對生產(chǎn)作業(yè)方式進(jìn)行積極的改變,在管理的過程中,管理人員需要不斷降低節(jié)能降耗的重要性,進(jìn)而使得工作人員都具備節(jié)能降耗的意識,只有企業(yè)中所有人員都重視節(jié)能降耗問題,才能真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。

        2.2引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備

        科技進(jìn)步是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的重要措施,這主要是因?yàn)殂@井設(shè)備屬于工業(yè)設(shè)備類型,科技的進(jìn)步不但可以使得設(shè)備的運(yùn)行效率及運(yùn)行安全提升,必然也會使得設(shè)備的能耗降低。通過對鉆井設(shè)備的發(fā)展歷史進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn),其鉆井設(shè)備的發(fā)展歷史就是科技發(fā)展的歷史,對于鉆井而言,最初需要依靠柴油發(fā)動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動,在電力技術(shù)快速發(fā)展的背景下,鉆機(jī)開始依靠電能進(jìn)行驅(qū)動,目前,半導(dǎo)體等多種類型的技術(shù)取得了巨大進(jìn)步,變頻類型的電動機(jī)也開始逐漸出現(xiàn),將該種電動機(jī)應(yīng)用于鉆井設(shè)備領(lǐng)域,可以克服設(shè)備負(fù)載端存在波動工況的問題,同時(shí),還可以使得設(shè)備的智能化以及精細(xì)化取得進(jìn)步,對于能量的平衡更加有效。對于我國大多數(shù)鉆井企業(yè)而言,在鉆井設(shè)備不出現(xiàn)較大故障問題的前提下,基本不會對鉆井設(shè)備進(jìn)行更換,這種方式嚴(yán)重影響了節(jié)能降耗問題,因此,鉆井作業(yè)需要轉(zhuǎn)變該種方式,積極引進(jìn)先進(jìn)的鉆井技術(shù)及設(shè)備,從更新設(shè)備和技術(shù)的角度出發(fā),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。同時(shí),設(shè)備在連續(xù)運(yùn)行以后,其運(yùn)行效率必然會大幅降低,間接提高能耗,因此,企業(yè)還需要做好設(shè)備的維護(hù)及保養(yǎng)工作,從該角度出發(fā),間接降低設(shè)備能耗。

        2.3利用新型清潔能源

        目前,我國大力提倡綠色發(fā)展,綠色發(fā)展就需要對新型能源進(jìn)行開發(fā),例如太陽能、風(fēng)能等,我國在新型能源開發(fā)及利用方面已經(jīng)取得了重大進(jìn)步,在進(jìn)行石油鉆井作業(yè)的過程中,其工作區(qū)域基本處于人煙罕至的野外,其自然環(huán)境決定了可以充分利用太陽能以及風(fēng)能等資源,如果可以利用這些能源進(jìn)行發(fā)電,驅(qū)動鉆井設(shè)備,也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的基本目標(biāo)。

        2.4應(yīng)用儲能技術(shù)

        在充分利用清潔能源的過程中,其會受到自然環(huán)境的影響,例如在白天可以使用太陽能進(jìn)行發(fā)電,但是在野外該種技術(shù)將無法得到應(yīng)用,即清潔能源的電力供給將會出現(xiàn)波動問題,無法進(jìn)行連續(xù)可靠的供電,因此,需要引入合理的儲能技術(shù),在清潔能源發(fā)電的過程中,將部分電能進(jìn)行儲存。在另一方面,儲能技術(shù)還有一個(gè)較為重要的應(yīng)用場景,即在進(jìn)行鉆井作業(yè)的過程中,可以引入能量轉(zhuǎn)化的基本方法,將鉆井過程中的勢能轉(zhuǎn)化為電能,并將其儲存在儲能設(shè)備之中,如果在某一時(shí)間鉆井設(shè)備運(yùn)行功率相對較大,儲能設(shè)備可以通過瞬時(shí)放電的方式,對鉆井設(shè)備的能量波動進(jìn)行平衡,最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

        3 結(jié)論

        在進(jìn)行石油鉆井作業(yè)的過程中,所需要的設(shè)備數(shù)量相對較多,且部分設(shè)備的運(yùn)行功率相對較大,導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行的能耗相對較高,這對于鉆井企業(yè)的發(fā)展十分不利,因此,企業(yè)需要對能耗較大的原因進(jìn)行系統(tǒng)分析,從多個(gè)角度出發(fā),采取合理的節(jié)能降耗措施,全面降低石油鉆井設(shè)備的能耗。

        參考文獻(xiàn):

        [1]劉劭.試析石油企業(yè)鉆井設(shè)備的能源消耗現(xiàn)狀及節(jié)能改進(jìn)建議[J].中國設(shè)備工程,2016(12):127.

        [2]楊冬濱.油田鉆井系統(tǒng)節(jié)能降耗存在的問題及對策[J].石油石化節(jié)能,2013(01):46-47.

        [3]孫景濤,鄭淑杰,竇同偉,等.石油企業(yè)鉆井系統(tǒng)節(jié)能降耗在管理中存在的問題與對策[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2013(08):198-199.

        作者簡介:

        李?。?974-),男,遼寧沈陽人,助理工程師,現(xiàn)主要從事企業(yè)經(jīng)營及現(xiàn)場施工管理工作。

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