网电替代柴油发电机组在机械钻机中的应用

【摘 要】机械钻机作为现阶段石油钻井钻机的主力，已存在相当长的时间。现阶段，利用网电对现有机械钻机进行局部替代，以循序渐进的方式来实现清洁生产，降低设备噪声，达到节能、降耗、减污、增效的目的，是钻井工作者一个长期而艰巨的任务，渤海钻井总公司对此进行了一些有益的尝试。本文对网电替代柴油发电机组在机械钻机的一种技术方案进行分析研究，在公司机械钻机井队推广已取得了显著地经济效益和社会效益。

【关键词】网电；发电机组；机械钻机；应用

0 绪论

目前，渤海钻井总公司钻井生产施工的钻机主要为机械钻机和电动钻机，机械钻机占钻机总数的70%。只有30%为电动钻机。机械钻机的主要动力源是柴油内燃机，包括驱动绞车的内燃机和供钻机、生活用电的柴油发电机组，每部机械钻机配备2部柴油发电机组。虽然网电技术是今后钻机的发展趋势，但受设备更新资金投入的限制，现阶段以柴油内燃机作为驱动的钻机还有很大的使用空间，以打造绿色钻井，节能、清洁、高效生产为目标的愿景还有一定距离。但是，渤海钻井总公司利用有限的资金，以循序渐进、局部改造的方式，充分利用现场现有的网电对柴油发电机组进行替代，最大限度的达到节能、降耗、减污、增效的目的。

1 应用前机械钻机发供电用电系统情况

正常工作采用柴油机驱动，柴油消耗量大，备用机组为保证发电机工况正常，需定期进行启动试验和充电操作，维护工作量较大，柴油机存在着冬季难启动，会出现故障率较高等问题，常常会影响井队的正常生产。大部分机械钻机供电系统配置包括两台柴油发电机组，用电系统包括钻井液循环系统用电、钻台液压站用电、机房供油、供水用电、生活区用电。以ZJ45型钻机为例，柴油发电机组（两台）额定功率为800KW，用电系统总功率为495.15KW，用电系统总功率组构成表（见表1）。整个钻机系统用电靠两台柴油发电机组发电（见意图 1）。柴油燃料价格飞涨，降低了经济效益，这种动力方式发电能源利用效率低，而且还会产生大量的有毒有气体和噪声，对环境造成一定的污染，冬季施工时，由于环境温度的影响和保温措施落实的影响，时常会造成断电现象，严重影响钻井生产和井下安全。

图1 应用前发供电系统电路示意图

2 技术方案

井场配备一条6KV网电，配备一座500KV变压器，配备一座500KV移动变电站，网电下端连接变压器，变压器下端连接移动变电站，变电站连接至原柴油发电机配电箱，为整个井场供电。连接电路图见图2。

3 应用后设备使用情况

提高了供用电系统稳定性，满足钻机系统满负荷用电要求，提高能源利用率，减少噪声污染和排放的烟气对环境的污染，冬季施工杜绝了断电和柴油机发电机组无法启动的问题，减轻了工人的劳动强度，改善了周围居民和工人的生活环境和工作环境。

4 效益及分析

一部400GF沃尔沃柴油发电机组燃油消耗为200g/KW.h，从开钻到完井24小时发电，用电总功率为495.15KW，按照用电设备使用效率60%，每天24小时消耗电量297.09KW.h，按照工业用电0.79/KW.h元计算，每天24小时用电费用是234.71元，每天24小时消耗柴油59.42gk，每千克柴油按照6.62元计算，每天24小时用柴油发电机组发电费用是393.36元。如果用柴油发电机组发电每天24小时可节约费用158.55元。月节约4756.5元，年节约57078元。每月节约人工费用3000元，年节约人工费用36000元，年共节约费用93078元，对减少气体排放污染和减少噪声效益巨大，节能、降耗、环保效果显著。

表1 ZJ45型钻机用电系统总功率构成表

图2 应用后网电供电系统连接电路示意图

5 技术推广建议

大部分油区高压电网分布均匀，使用高压电网供电，供电电压稳定；解决了柴油发电机组断电造成的井下工程问题；使用高压电网供电，使柴油发电机组成为备用动力，大大减少其运行时间，减少机件磨损和设备折旧，降低柴油发电机组的维护保养（机油、滤芯、配件维修等消耗）费用，延长柴油发电机组的使用期限；使用高压电网供电，符合环保节能要求，降低钻井施工噪声和废气排放污（下转第103页）（上接第94页）染；使用高压电网供电，与柴油机发电机组相比在节能上有明显效果，在公司机械钻机井队推广已取得了显著地经济效益和社会效益。

【参考文献】

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