依靠科技创新推进钻井企业节能降耗

1、节能与环保2012文章编号：1671-0711（）10-0065-03技术版依靠科技创新推进钻井企业节能降耗李月福1，刘新华2，彭吉友2(1.胜利石油管理局渤海钻井总公司；2.东营市胜软石油技术开发有限公司，山东东营摘257000)要：钻井作业规模大、投资多、风险大，从技术节能、管理节能、综合节能三个方面介绍了胜利油田渤海钻井总公司多年来采用的主要节能手段及取得的明显成效。关键词：钻井；节能降耗；油改电；节能发电机中图分类号：F273文献标识码：B波，改善电网品质，提高功率因数。箱式变压节能装置主要技术指标：动态补偿的响应速度小于20ms，受电功率因数不低于0.92，且不产生无功返送。谐波滤除

2、效果超过80%，谐波总畸变率小于5%。保持电压稳定，电压波动范围不高于±5%，电压电流波形得到改善。合理调整谐波阻抗频率特性，不发生谐波并联谐振和谐波电流放大现象。该装置综合利用电网10kV/6kV电源系统兼容、双电源互锁、动态消谐和动态无功补偿、GPRS或3G远程无线通信等技术，比使用柴油发电机组节约成本50%以上。(2)钻机整体网电改造(图2)胜利油田在钻井作业中高度重视节能环保工作，始终坚持效益与节能相结合，走低碳之路，以实现绿色钻井目标。浡海钻井总公司长期以来依靠科技手段，大力发展循环经济，强化节能管理，克服施工环境差、钻井工况复杂、资金紧张等困难，将整体节能、系统节能、单项

3、节能相结合，积极推广节能新方式、新工艺、新技术和新理念，节能工作取得了良好效果，钻井耗能逐年下降，万元产值能耗较2011年同比大幅下降。一、技术节能1.油改电油改电主要是用工业电网替代柴油发电机为钻井供电，降低成本，降低噪声和减少有害气体排放。油改电主要分成以下两种方式。(1)部分用电设备网电改造以箱式变压节能装置为例(见图1)，该装置使用电网替代柴油发电机组为转盘以及井场其他用电设备如离心机、搅拌机、振动筛等提供动力。装置通过高压电缆将10kV/6kV电力引入高压开关系统，经10kV/6kV干式变压器输出0.4kV，通过控制柜给钻机VDF系统供电，同时通过动态消谐和无功补偿装置抑制系统谐目前

4、油田电网6kV线路中的48.8%有能力为钻机用网电提供1300kW的供电负荷。目前，网电改造项目已完成了ZJ20DB、ZJ30DB、ZJ40DB、ZJ50DB四个系列共计8台电动2012年10月中国设备工程65技术版钻机和2台链传动机械钻机的网电改造，且已完成网电打井70余口，累计进尺已达到200km。油改电的效益如下。可以节约燃料费用50%以上，节省柴油机维护费用60%以上。以ZJ40DB为例，经过使用发现该钻机每口井每年可节约费用21.23万元，按每年12口井计算，可减少费用254.76万元。进一步利用电网的剩余容量，提高电网的利用率。彻底清除柴油机的噪声污染，改善现场人员作业环境。提高了

5、工人的工作效率；提高钻井时效7%10%。HSE友好，可以扩大井队的作业范围。提高钻机的可靠性和安全性。2.无功补偿和谐波抑制技术针对复合驱动钻机大功率变频器工作时产生大量的谐波及功率因数降低、负荷波动大、频率变化快的情况，2011年，公司对柴油发电机组推广使用石油钻井发电机组滤波补偿节能装置。3.节能发电机机械钻机存在着动力匹配不合理现象。一方面，钻机工作负荷不足70%，燃油经济性较低。柴油机的最佳燃油经济性出现在一个很窄的发动机转速区域内。另一方面，井队配有2台300400kW柴油发电机组，造成了大量的安装、搬迁、维护费用。针对上述问题，利用钻机剩余动力拖带一台发电机，提高钻机工作负荷以及燃

6、油经济性，同时减少一台柴油发电机。近几年来，各油田相继开展了这项工作。应用300kW或400kW节能发电机(图3)，供电能力完全能够满足井队的需要，且较好地利用了柴油机剩余动力，将12V190柴油机的负荷率提高到90%以上，达到其经济工作状态，燃油消耗率明显降低，节能效果非常明显。由于在正常钻井过程中，钻机负荷会出现突增和突降的现象，使节能发电机的输出电压和频率下降，导致转盘变频器报警保护、辅助系统电机烧毁和测井仪器烧坏，因此，节能发电机大部分处于停用状态。为此，公司引进了节能发电机稳压稳频装置，取得以下成效。第一，采用先进的储能技术，在正常负荷状态下储存节能与环保部分电能，在电压下降时释放电

7、能，稳定输出电压。第二，配备专用整流逆变装置稳定电源输出频率，改善电源输出波形，满足井场辅助设备、钻井仪器等的要求。第三，能够彻底解决目前在用节能发电机使用中存在的问题，可以适用于所有型号的复合驱动和机械驱动钻机，具有技术先进，使用寿命长，维护简单，无人值守的优点。第四，使停用的大批节能发电机得以继续使用。4.钻井提速近年来，经综合对比各区域地层资料，划分出了桩147、148、老字号等不同区块，并将每口井的施工资料进行对比，摸索出了一套效率高、进尺快、成本优的施工措施。同时，加大了技术研究，定向井、水平井施工速度不断提高；运用区域化钻井模式，在渤南、孤岛、桩西等多个区块均创出较高钻井指标；广泛

8、运用复合钻井技术，水平井同比平均钻井周期有效缩短；实行综合优快钻井技术，克服了中深井地层压力高、下部钻时慢的问题。2009年，围绕“打得成、打得快、打得好、打得便宜”这一要求，大力推进基础工程、提速工程、精品工程、效益工程，加快打造石油工程铁军步伐，创造28项全国钻井纪录。5.其他技术在钻井队推广使用柴油添加剂(节油率达到2.47%)、柴油节能清净剂(年可节约燃油近390t)；在办公室、宿舍安装空调节电器300多套(平均节电率23.31%)；在水泵房电机安装节电器，测试节电率达到30%以上。此外，安装了车辆节油器、电子节能灯等节能设备，降低能源消耗。同时，注重使用新能源，如利用太阳能、风能、地

9、热能等供暖、提供生活用电。二、管理节能渤海钻井总公司从2008年起优化调整内部组织结构，将经营、财务、计划、合同、供应、车辆等财权和物权上移至总公司，由总公司直接对各井队进行预算并考核。总公司直接管到井队，并且有效控制成本，就必须制66中国设备工程2012年10月节能与环保定更加科学合理的预算标准。分析了1700多口井，制定出不同区域、不同参数下的单井成本预算标准，相当于一整套内部定额。因此，渤海钻井总公司实行机关职能部门、钻井公司、钻井队连带考核责任，让所有部门都有责任、所有责任都有指标、所有指标都有考核。作为单井预算主要实施者，钻井队层面将预算以单井项目形式向下切分。井队队长拿到预算后，又

10、把可控成本一项项分到各路大班，省则奖，超则罚。钻头打到哪里成本控制就跟踪到哪里，并及时进行厂务公开。总公司和钻井公司每月都要召开单井成本分析会。对超支严重的井队，总公司组织经营、纪委等部门深入现场重点分析，整改提高；对节约效果较好的井队，将其经验总结推广，促进整体单井盈利水平提高。三、综合节能针对不同的钻井设备及井场周边环境给出不同的节能产品，在渤海钻井总公司进行机械钻机节能技术集成应用先导试验，探索管理节能与技术节能相结合的能源消耗管理模式。本次先导试验通过在渤海钻井总公司开展箱式网电变压节能装置技术试验、滤波补偿节能技术试验、EPS节油器收稿日期：2012-07-09技术版技术试验、钻机智能调速节油装置技术试验和节能管理软件开发五项技术的研究，系统应用钻井技术节能与管理节能措施，探索了实用性、可操作性强的钻井节能新道路，降低了钻井作业的生产成本，增强了钻井企业抵御市场价格风险的能力，增强了企业的核心竞争力及经济效益，使钻井生产更加安全、环保、高效、节能。四、结语近年来，加大技术攻关力度，坚持从发展需要出发，发挥自身优势，推进科技创新和成果转化，与大专院校形成院企合作构架，签订合作协议，建立对接通道，深入推进资源节约型企