石油钻井生产中电气设备的节能方法探讨

石油钻井生产中电气设备的节能方法探讨

李振中

中石化中原石油工程有限公司钻井三公司，河南 开封 475300

摘要：随着我国科学技术的不断发展和工业化进程的不断推进，随之而来的便是工业发展需更多的石油消耗，而石油需求量的不断增大使石油供应市场的规模和数量也在不断增加。石油开采过程大多以电气机械设备作为主要开采工具，这种方式不仅不具备节能效应，而且相对来说还降低了石油钻井生产带来的实际经济效益。因此,在石油钻井生产过程中人们越来越重视石油生产中电气设备的节能方法，本文也将就这一问题提出节能创新策略，希望能够为我国石油钻井生产的电气设备节能提供有价值的参考。

关键词：石油开采；钻井生产；电气设备；节能创新

前言：

在石油钻井生产过程中电子电气设备的应用起着至关重要的作用，但是随着社会的高质量发展，人们越来越重视石油生产的节能和环保问题，而现阶段石油钻井生产过程中电气设备耗能过大与现在国家倡导的节能减排的发展要求相悖，因此人们越来越关注石油开采中电气设备的更新技术的应用，而对相关管理制度和技术革新的讨论正是本文要研究的重点课题。

1. 石油钻井生产中电气设备耗能现状

众所周知，石油钻井工程作为油气资源勘探开发的主体，开采过程中一般是通过柴油机内部燃料柴油，转化为驱动机器运转的能量或电能。这个过程对燃料需求巨大，但是能耗效率低、成本高、噪音大、污染大气、设备维护成本高等问题。而现阶段电能通过电气设备供给电动机运转驱动钻井机械，克服了柴油机直接驱动钻井机械的缺点。由此可见电气设备驱动技术的重要性。它不仅能够保证石油钻井生产的效率，而且还能够对充分分配利用燃料的各化学成分，提高了能耗效率。然而这一转化过程导致大量能源被消耗，为了适应社会倡导的节能减排的发展要求，便需要技术研发人员对相关能量转化技术进行不断革新，以实现石油钻井生产中电气设备节约能源的目标。

2. 简述石油钻井生产中电气设备节能的必要性

1. 促进经济转型

石油资源作为保障我国当前经济发展的重要资源之一，对我国经济发展有着举足轻重的作用。我国经济由原来的粗放型逐步向集约型发展，从长远来讲这将有利于提高我国的经济和社会效益。当前随着经济的发展对石油资源的需求量大大增加，而石油是一种不可再生资源，我国工业生产能源消耗量远远高出世界平均水平。而与此同时对石油供应企业也提出了相对比较严苛的要求---石油钻井生产过程中要求降低其自身耗能，因此，为了适应我国绿色节约型发展理念，便需要有效控制石油开采中电气设备的耗能，为我国实现集约型经济的转型奠定基础。

2. 有利于资源节约

为了缓解能源供给，节能降耗是根本，石油生产中电气设备节能对我国经济的发展有十分重要的作用。如今随着人们生活水平的提高，人均耗能也在不断提升，能源的供需、结构、分布不平衡，在客观上严重影响制约了石油资源的充分利用。在石油生产中电气设备的

先进程度、技术直接决定了石油行业整体水平的发展，像中石化、中石油、中海油等油企在电气设备使用方面和能源资源消耗方面都占据着主要位置，所以电气设备的节能降耗则直接决定了石油企业能否长远、健康的发展。因此，石油企业必选降低电气设备的损耗，以促进企业长远健康的发展，为我国在节约能源方面做出贡献。

3. 石油钻井生产中电气节能策略

1. 建立健全节能制度，提高工作人员专业素养

在石油钻井开采过程中，电气设备操作人员是具体执行开采作业的参与者。因此他们的素质直接关系着电气设备节能的效果。这就要求钻井公司不仅要注重电气设备相关理论和实操经验的培训，还需要着重培养操作人员的安全、责任意识。此外，石油钻井生产中电气节能管理制度也随着技术的发展不断补充、完善，以适应节能生产的要求。其次为了使节能制度得到顺利落实，管理人员也可把对电气节能列入绩效考核范围当中，以激发电气操作人员对节能工作的积极性和主动性，从而促进节能工作更好的开展。

2.合理选用电气钻井设备，并积极应用新的控制技术、电子技术

2.1.原来的机械钻机普遍配置了节能发电机，利用节余的机械能（除了满足驱动钻井机械所需要的能量之外）发电，供给井场生产用电和营区生活用电。

2.2.对于采用SCR直流驱动控制技术的电动设备 ，配备滤波补偿装置，提高电能利用的功率因数（由原来的0.5左右到达0.9以上），也可改善系统的电能质量。达到节约能源的目的。因为SCR系统会产生大量的谐波，造成电网污染，降低系统功率因数,使供电质量变差。谐波使电网中的设备产生附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率。谐波会影响各种电器设备的正常工作，使电气设备温升过高，有的会产生振动和噪声，并使绝缘老化，降低使用寿命，甚至发生故障或烧毁。

钻井现场使用的电感性负载-电动机较多，配电系统中配备电容滤波补偿装置，能明显提高系统的功率因数，改善系统的供电质量。

因此钻井现场的配电系统中，配备电容滤波补偿装置是非常必要的。

2.3.采用高压网电作为钻井生产中的动力源。改变了原来主要柴油动力机、柴油发电机作为动力源的状况，对整个社会来说既减少了柴油的消耗量，也避免了对环境的污染及噪声污染。

2.4响应国家号召，减少高速电动机的使用，尽量采用满足生产需要的低速直驱电动机。钻井行业原来都是用1000转/分以上的高速电动机，通过变速器降为700转/分左右的速度来驱动钻井机械，转化过程会产生很大的能量损耗，降低了能量的利用率。而采用低速直驱电动机能避免中间转化环节能量的损耗，达到节能的目的。

2.5采用四象限变频技术。应用这种技术的变频器采用IGBT做整流桥，，然后采用IGBT逆变技术将直流转化成电压频率都可调整的交流电，用以控制交流电动机的运行。IGBT功率模块可以实现能量的双向流动。采用这种技术不但可以调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染。而且还可以将电动机回馈产生的能量反送到电网，达到节能效果。 尤其是起下钻环节，这种技术的优势更加明显。

2.6可以采用一些实用的储能技术，如飞轮储能技术，将钻井现场生产环节中节余的机械能再次转化利用。

3.做好节能工作的宣传教育。培养并增强石油钻井开采企业相关生产人员的节能意识，并在实际电气设备使用过程中自觉把控，做到合理使用电气设备，提高设备的使用效率，注重生产中的能耗比环节。做到生产需求与节能要求相平衡。

4.要做好电气设备的维护保养工作。同时还需要科学的预防把电气设备损伤、故障降到最低。由于石油钻井生产过程中电气设备的运行时间长，磨损损坏十分常见，电气设备一旦缺乏保养，造成故障甚至事故，无疑都会产生很大的资源浪费。更无节能效果可谈。

5..希望国家能够给与钻井公司电气设备的更新，多提供政策和财力的支持，使钻井公司有更多的积极性和动力去更新设备，及应用新的技术。

结语

综上所述，我国现阶段石油钻井过程电气设备节能方面仍存在诸多需要改进的地方，而为了响应我国当前节能减耗理念的号召，便需要相关企业在其石油开采的电气设备使用过程中不断完善管理制度并提高相关技术，通过借鉴引进先进技术手段实现我国石油节能发展的目标。

参考文献：

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