摘 要:随着国内能源供应日益紧张,节能、降耗、减排,提高能源利用率越来越引起人们的重视。在勘探开发石油中,钻机是不可少的装备,一套钻机有动力、传动、提升、供电、泥浆循环净化系统及生活设施等上百台设备,这些设备在钻井作业中需要消耗大量的能源,怎样使这些设备通过新技术及技术改造实现节能降耗,是我们研究的重点。
关键词:石油钻井 节能 减排
中图分类号:TE922文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)07(a)-0109-01
为了进一步提高钻井生产效益,降低钻井生产成本,最大限度节约能源,降低设备在运转中的无功消耗,近几年在石油钻井中陆续开发、研制了不少节能降耗设备。这些设备在石油钻井生产上的应用,不仅降低了钻井成本,还减少了有害物质的排放,实现了节能环保的目的。
1 利用柴油机尾气供热技术
新疆钻井作业地处高寒地区,冬季作业时间长达半年,(从10月至次年3月),平均气温在-15℃～-25℃,最低气温达到-35℃,如果井队在冬季作业,就要使用凝固点低的-35#柴油,凝固点越低的柴油燃烧值低于凝固点高的0#柴油,也就是在做同样工时,凝固点低的柴油比凝固点高消耗的柴油多,且凝固点低的柴油每公斤单价也高于凝固点高的柴油,这样就加大了钻井成本的投入。
利用柴油机尾气供热技术通过柴油机的尾气回收装置,利用柴油机喷出的300多度高温尾气对循环水进行加热,加热后的水流入保温储备水罐(罐内水温可达到60℃以上)。然后将大于60℃的热水对0#柴油罐进行循环加热,使油温达到20℃～30℃。从而达到冬季使用0#柴油代替-35#柴油的目的。这样即节约了钻井成本又降低了污染物的排放,且采用尾气回收装置,设备安装运行后不需要另外的能量补给。目前这一技术已在准格尔盆地的钻机上得到了应用。图1为钻井队柴油机尾气余热利用装置总体方案原理。
装置具有独立控制和联动控制单元,保正环境温度在-40℃时使供油温度始终保持在27°C～32.5°C之间的最佳雾化效果油温以达到二次节油的目的。
系统中有一个4m3的备用油罐,用于储存冬季钻井作业中,柴油机停车和起动时所需的少量-35#柴油的供油。当柴油机正常起动后,由冬季燃油节能降耗系统通过末端的联动装置,对0#柴油与-35#柴油进行切换,保证柴油机的停车和下次起动。
当0#柴油供油被联动开关切断后,二次加热阀口自动打开使0#柴油在管、罐内继续自动循环以保证下次0#柴油使用时的温度。
系统还安装了一套紧急供油通路,防止不可预见温度和系统出现故障时的紧急供油,确保设备的正常运行。
节能效果:2009年在40553钻井队实验运行34d。与2008年同期、同区块、同井型对比,节约柴油24t(2008年2月同期消耗-35#柴油145.84t,2009年同期消耗0#柴油为121.84t)。下面是节约费用统计。
节约柴油费用:145.84×8030-121.84×7080=30.88万元。
价格差节约:121.84×(8030-7080)=11.57万元。
节约合计:30.88+11.57=42.45万元
注:1.0#柴油2009年12月价格7080元/吨;2.-35#柴油2009年12月价格8030元/吨。
从以上经济指标统计可以看出,项目实施后给钻井队带来的了很好的经济效益,有良好应用前景。下一步逐步提高利用范围,实现钻机冬季气路、泥浆循环系统,钻台、机房、泵房的保温。
2 电动钻机无功补偿技术
采用SCR变流技术的直流电动钻机,其负载特性感性,在钻井过程中会产生较大的无功,降低了自备发电设备或电网供电设备的使用效率,并且造成较大的电压波动,同时还产生大量的谐波,给其它用电设备带来危害。为了提高电能质量、保障设备安全运行、节能降耗、充分利用电气设备效率等,就需要采取恰当的无功补偿及谐波抑制措施,在提高功率因数的同时还能对谐波进行治理。
无功补偿装置原理是通过测量SCR房或柴油发电机组主母线功率因数值和电流相对电压超前或是滞后性质,计算出需要补偿的功率因数当量,适时地吸收超前的电流或触发滞后的补偿电流,原理上相当于一个很大且运算速度快、可控并可调的阻容电路器。其结构是由二个或三个甚至更多的三相可控硅组、阻容组和计算机控制中心组成。直流电动钻机SCR房应用无功补偿装置后,使电网功率因数从实际使用中的0.2～0.5提高至0.9以上,在实际生产中取得了良好的效果,燃油节约率达到近10%。
3 结语
还有很多节能项目已在钻井队应用,如:油田电网在钻机上的应用技术;利用柴油机余功发电技术;液力偶合器技术;空气热泵热水系统(择机另文发表);柴油过滤技术使进入柴油机的油质有了大的提高,减少了柴油中的杂质和大颗粒物质,这样改善了燃机的工作效率,减低了缸内积碳,提高了燃油的燃烧值,从而实现节约柴油费用;高压泥浆泵、高压水龙头等设备的引进,实现了高压喷射技术在钻井中的应用,极大的提高了钻井速度,缩短了见井周期,降低了钻井成本;泥浆浆罐清砂技术、太阳能集热技术等节能技术在井队的应用等等。这些技术成功的在钻井生产中的应用,减低了生产成本,减少了对环境的污染。
参考文献
[1]罗莉萍.船舶动力装置节能新途径的探讨—柴油机排气与冷却水余热的再利用[J].中国修船,2000(1):16～17.
[2]北京工业编委会.新编节能环保热泵设计生产创新技术要点详解及典型应用实例简明手册[M].北京:北京工业出版社,2009.