摘要：我國石油鉆井行業(yè)中，長(cháng)期以來(lái)都是利用柴油機作為動(dòng)力的來(lái)源，那么高能耗、高污染、高成本、經(jīng)濟效益低等實(shí)際問(wèn)題亟待解決。為了解決這些問(wèn)題，華北石油工程公司近年來(lái)，大力推廣網(wǎng)電裝置在鉆井作業(yè)中的應用，并根據施工井的工藝難度、建井周期等參數，對鉆井隊網(wǎng)電裝置改造進(jìn)行了合理的安排。根據推廣以來(lái)的實(shí)際情況，合理利用網(wǎng)電裝置，綠色環(huán)保、節能增效是值得推廣的鉆井生產(chǎn)模式，有利于石油鉆井行業(yè)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)電裝置;石油鉆井;應用;發(fā)展
隨著(zhù)當代工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，石油鉆井技術(shù)也在不斷的革新，節能減排、低碳環(huán)保已經(jīng)成為大環(huán)境，“可持續發(fā)展戰略”與“金山銀山才是綠水青山”的思想已經(jīng)深入人心，以柴油機作為動(dòng)力源的傳統模式已經(jīng)滿(mǎn)足不了油田綠色生產(chǎn)和節能增效的需求，網(wǎng)電裝置應運而生，有效解決了鉆井工程中傳統動(dòng)力模式下產(chǎn)生的高能耗，高污染，高成本，低利潤的問(wèn)題，對優(yōu)化石油鉆井動(dòng)力模式起著(zhù)重要的作用，是發(fā)展的趨勢，有著(zhù)重要意義。
1.石油鉆井行業(yè)傳統的生產(chǎn)模式
在我國石油鉆井行業(yè)中，傳統的生產(chǎn)模式是柴油機組給鉆井設備提供動(dòng)力，柴油發(fā)電機組和節能發(fā)電機給井場(chǎng)和營(yíng)房提供生產(chǎn)和生活用電。同樣都是以柴油作為動(dòng)力的來(lái)源，這種以柴油作為動(dòng)力來(lái)源的傳統生產(chǎn)模式存在著(zhù)以下問(wèn)題：
①能耗高，柴油機的工作效率低下，造成能源浪費嚴重。
②在鉆井生產(chǎn)中，柴油消耗量大，隨著(zhù)成品油價(jià)不斷升高，鉆井成本逐漸升高。
③柴油運輸成本高。石油鉆機多工作在遠離城市的地方，道路施工難度大，井場(chǎng)的道路在遇到惡劣天氣，運輸柴油的車(chē)輛無(wú)法進(jìn)入現場(chǎng)，從而嚴重影響石油鉆井的進(jìn)度，損失巨大。
④環(huán)境污染問(wèn)題。包括噪聲污染、煙塵排放，工業(yè)三廢的處理等。
⑤柴油機的日常維護保養工作量大，且易出現故障，增加了現場(chǎng)作業(yè)人員的勞動(dòng)強度。
2.網(wǎng)電裝置的在石油鉆井行業(yè)的前景
國家電網(wǎng)經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展，高壓電網(wǎng)基本能夠覆蓋到石油鉆井施工的區域，為鉆井作業(yè)的網(wǎng)電裝置改造創(chuàng )造了條件。工業(yè)高壓電網(wǎng)具有，供電穩定、綠色環(huán)保且價(jià)格相對較低，可以有效降低鉆井成本，減少污染，是鉆井行業(yè)的發(fā)展趨勢，網(wǎng)電裝置在石油鉆井中的前景良好。
3.網(wǎng)電裝置在石油鉆井中應用的實(shí)例分析
3.1網(wǎng)電裝置改造項目
HB50860鉆井隊是中石化華北石油工程公司河南鉆井分公司的一部50LDB半電動(dòng)鉆機，動(dòng)力模式是傳統的柴油機動(dòng)力模式，利用三臺柴油機通過(guò)聯(lián)動(dòng)箱給鉆機絞車(chē)、泥漿泵、節能發(fā)電機傳送動(dòng)力，然后節能發(fā)電機再通過(guò)MCC房把電力輸送到井場(chǎng)區、生活區。另外還有兩臺400KW的沃爾沃柴油發(fā)電機組，作為備用發(fā)電機，是典型利的傳統動(dòng)力模式。為了滿(mǎn)足當前油田綠色生產(chǎn)和節能增效的需求，在工程公司網(wǎng)電裝置的大力推廣下，對這部50LDB半電動(dòng)鉆井進(jìn)行了網(wǎng)電裝置改造。
3.2網(wǎng)電裝置改造方案的選擇
石油鉆機網(wǎng)裝置改造分了兩種方案，一種是全電動(dòng)網(wǎng)電系統，一種是半電動(dòng)網(wǎng)電系統。
一、全電動(dòng)網(wǎng)電系統
由于50LDB鉆機為半電動(dòng)鉆機，改造為全網(wǎng)電系統控制鉆機成本過(guò)高，固不選用。
二、半電動(dòng)網(wǎng)電系統
原鉆機驅動(dòng)和供電方式：用3臺柴油機組并車(chē)驅動(dòng)泥漿泵、絞車(chē)，由輔助發(fā)電機或者節能發(fā)電機為轉盤(pán)、井場(chǎng)區和生活區提供電力。
機械部分改造方案：用2臺1000KW電動(dòng)機+調速型液力耦合器（或減速箱），代替其中的兩臺柴油機+液力減速正車(chē)箱;井場(chǎng)和生活用電由電控房?jì)鹊?00V變壓器供給;當電網(wǎng)出現故障時(shí)可用第三臺柴油機或者應急電機等原有的應急系統進(jìn)行應急作業(yè)（提鉆具或者轉動(dòng)轉盤(pán)活動(dòng)鉆具，防止卡鉆）。
電氣部分改造分為兩種方案：
方案1：變頻驅動(dòng)方案
經(jīng)移動(dòng)式變配電系統，將電壓變成600V，通過(guò)600V異步變頻電動(dòng)機+液力耦合器（或減速箱）為鉆機提供動(dòng)力。采用交流變頻調速器驅動(dòng)異步電動(dòng)機，通過(guò)600V/400V干式變壓器給鉆機380MCC/VFD系統供電。在工業(yè)電網(wǎng)停電工況下，由380V輔助發(fā)電機組給鉆機MCC/VFD系統供電，應急系統進(jìn)行鉆機應急作業(yè)。
方案2：直流調速驅動(dòng)方案
經(jīng)移動(dòng)式變配電系統，將電壓變成600V交流電，再通過(guò)整理裝置把600V交流電整流成0～750V直流電，通過(guò)SCR房?jì)鹊闹绷髡{速裝置對1000KW的直流電動(dòng)機進(jìn)行控制，從而利用直流電動(dòng)機+液力耦合器（或減速箱）為鉆機提供動(dòng)力。通過(guò)直流調速裝置對直流電動(dòng)機進(jìn)行控制，通過(guò)600V/400V干式變壓器給鉆機380MCC/SCR系統供電。在工業(yè)電網(wǎng)停電工況下，由380V輔助發(fā)電機組給鉆機MCC/SCR系統供電，應急系統進(jìn)行鉆機應急作業(yè)。
在利用直流電動(dòng)機和交流電動(dòng)機方面，就有了差異，我們在選擇網(wǎng)電裝置改造的時(shí)候就要，根據實(shí)際情況對其進(jìn)行選擇。直流電機，調速性能好，結構簡(jiǎn)單，在一定負載的條件下，可根據需求調整轉速，且在重負載條件下，實(shí)現均勻、平滑的無(wú)級調速且調速范圍較寬，經(jīng)濟實(shí)惠。交流電動(dòng)機的工作效率較高，可利用變頻器對其精準控制，節能環(huán)保，價(jià)格較貴。
3.3石油鉆井網(wǎng)電裝置的效果
最終結合HB50860鉆井隊實(shí)際情況進(jìn)行網(wǎng)電裝置改造，把50LDB鉆機動(dòng)力模式改造為利用6RA70直流調速裝置驅動(dòng)兩臺直流電機來(lái)提供動(dòng)力的模式，實(shí)現節能增效，綠色生產(chǎn)。在南陽(yáng)油區下二門(mén)區塊施工的泌443井中，按電價(jià)1.48元/度，柴油價(jià)格6500元/噸，完井后用實(shí)際的用電成本與估算的柴油成本，二者成本比較，較柴油成本節省了30%以上，而且對環(huán)境的污染大幅度降低，既滿(mǎn)足了綠色生產(chǎn)也增加了效益，是一種值得大力推廣的生產(chǎn)模式。
4.結論
在石油鉆井行業(yè)中，傳統的動(dòng)力模式逐漸向用網(wǎng)電裝置提供動(dòng)力的方向發(fā)展，網(wǎng)電裝置在石油鉆井中的應用低碳環(huán)保，既能滿(mǎn)足油田綠色生產(chǎn)，還能滿(mǎn)足節能增效的需求，是石油鉆井行業(yè)實(shí)現可持續發(fā)展戰略的有效方法，應用前景十分廣闊，值得大力推廣。
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