師成燦 陳微熙 袁得芳（青海油田井下作業(yè)公司）

青海油田 XJ-250電動(dòng)修井機(jī)節(jié)能減排效果分析

師成燦 陳微熙 袁得芳（青海油田井下作業(yè)公司）

通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)修井機(jī)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力系統(tǒng)存在的缺陷進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，改變其能源消耗結(jié)構(gòu)， 優(yōu)化目前修井機(jī)驅(qū)動(dòng)方式,使油田企業(yè)作業(yè)施工環(huán)節(jié)更加節(jié)能環(huán)保,能夠有效利用現(xiàn)有電能大幅度降低修井機(jī)的使用成本，從而有效降低井下作業(yè)的生產(chǎn)成本費(fèi)用，并具有良好的節(jié)能環(huán)保性能。通過(guò)多井次、多區(qū)塊、多臺(tái)車(chē)的應(yīng)用，完全能夠適應(yīng)目前井下作業(yè)需求，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

石油設(shè)備 修井機(jī) 節(jié)能減排

井下作業(yè)業(yè)務(wù)是石油行業(yè)勘探開(kāi)發(fā)工程技術(shù)服務(wù)的重要業(yè)務(wù)，截至 2011年底，僅中國(guó)石油擁有各類修井機(jī) 2800余臺(tái)，年消耗柴油約 10×104t，修井費(fèi)用近10億元。針對(duì)目前節(jié)能減排的形勢(shì)，對(duì)修井機(jī)總體技術(shù)性能和使用性能等綜合指標(biāo)要求越來(lái)越高。節(jié)能減排已成為全行業(yè)保持可持續(xù)發(fā)展、尋求新的發(fā)展空間的必然選擇。

1 修井機(jī)

修井機(jī)是油田井下作業(yè)不可缺少的修井專用設(shè)備，傳統(tǒng)的修井機(jī)以柴油機(jī)為動(dòng)力源，現(xiàn)在已經(jīng)是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)。但是在目前能源日益緊缺，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳的背景下，在青海這個(gè)高原油田柴油機(jī)工作效率僅為 50%左右，能 源浪費(fèi)較 為 嚴(yán) 重 ， 作業(yè)成本 高[1]。

傳統(tǒng)修井機(jī)以其高耗能、高污染、高噪音、維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用高的特點(diǎn)一直制約著修井裝備行業(yè)的發(fā)展，而且還存在噪聲污染等一系列環(huán)保問(wèn)題，既影響一線生產(chǎn)工人的身體健康,又影響周邊環(huán)境質(zhì)量。并且隨著能源價(jià)格上漲，以柴油機(jī)為動(dòng)力的傳統(tǒng)修井機(jī)的運(yùn)行成本不斷升高，僅青海油田有70余臺(tái)修 井 機(jī) ，年消 耗 柴油約 2500t，運(yùn) 行 成 本近3000萬(wàn)元。

在青海油田，僅以 250型修井機(jī)為例，單臺(tái)修井機(jī)在工作量飽滿的情況下，年平均消耗柴油約為41.74t/a，折合人民幣 31.13 萬(wàn)元，折合碳排放量為136.41 萬(wàn)元。由此可見(jiàn)，我們是生產(chǎn)石油的行業(yè)，但也是碳排放高、石油消耗巨大的行業(yè)。

2 XJ-250電動(dòng)修井機(jī)的研制

依靠科技，對(duì)原有耗能較大的工藝及設(shè)備進(jìn)行更新和改造，加快節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)，通過(guò)技術(shù)革新實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，降低日常運(yùn)營(yíng)成本已成為國(guó)內(nèi)外各油田的任務(wù)之一，利用綠色、清潔、環(huán)保的電能是井下作業(yè)修井設(shè)備必走之路。

2.1電動(dòng)修井機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)

常規(guī) XJ-250 電驅(qū)修井機(jī)在臺(tái)上作業(yè)、底盤(pán)行駛時(shí)共用車(chē)裝進(jìn)口發(fā)動(dòng)機(jī)和進(jìn)口液力變速器。液力變速器帶有分動(dòng)箱，將動(dòng)力分別傳遞給底盤(pán)車(chē)各驅(qū)動(dòng)橋和車(chē)上角傳動(dòng)箱。角傳動(dòng)箱通過(guò)鏈條、傳動(dòng)軸等將動(dòng)力分別傳遞給主滾筒和轉(zhuǎn)盤(pán)。該類型修井機(jī)經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，其速度、提升能力等性能均較為成熟，但其高能耗、高污染、高排放的“三高”問(wèn)題，已然不符合目前的環(huán)境形勢(shì)。

鑒于此，青海油田經(jīng)過(guò)5年的潛心研究試驗(yàn)，從結(jié)構(gòu)上對(duì) 250型修井機(jī)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，即使用交流變頻電動(dòng)機(jī)，國(guó)產(chǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)組合式分動(dòng)箱，改變了傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，替代了進(jìn)口的價(jià)格昂貴、維修困難、技術(shù)受制約的柴油機(jī)和變矩器。簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)了在作業(yè)中完全使用油區(qū)內(nèi)安全、經(jīng)濟(jì)的油田電網(wǎng)。

2.2改進(jìn)中的問(wèn)題及解決方法

從 2011 年開(kāi)始第一臺(tái)設(shè)備改造成功，試運(yùn)行中，存在一定的問(wèn)題，在生產(chǎn)中不斷調(diào)試、完善、整改，2012年3月將問(wèn)題逐一解決。

表1 250型修井機(jī)和 250型電動(dòng)修井機(jī)應(yīng)用對(duì)比表

1）該車(chē)的蓄電池組做為電源補(bǔ)償和能量回饋單元，其安裝位置距離與地面較近，在油區(qū)狀況惡劣的路上行駛，是安全隱患存在點(diǎn)。經(jīng)重新設(shè)計(jì)，調(diào)高柜底與地面的距離。

2）該電動(dòng)修井機(jī)重新設(shè)計(jì)了組合式分動(dòng)箱替換了原車(chē)的分動(dòng)箱，增加電動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸入端。電動(dòng)機(jī)和并車(chē)分動(dòng)箱通過(guò)聯(lián)軸器運(yùn)行，在工作中發(fā)生動(dòng)力傳遞不平穩(wěn)，從而造成整個(gè)動(dòng)力傳遞系統(tǒng)不穩(wěn)定。通過(guò)提高設(shè)備的工裝水平，專業(yè)機(jī)構(gòu)調(diào)平，檢測(cè)動(dòng)平衡效果得以解決。

3）電動(dòng)液壓泵供液不足，噪音大，在長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)液壓泵會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致液壓機(jī)的燒壞。原因主要是進(jìn)油管線過(guò)長(zhǎng)，孔徑太小造成，經(jīng)重新更換管線，調(diào)整布管方式得以解決。

2.3目前運(yùn)行情況及優(yōu)點(diǎn)

目前設(shè)備在小修、大修過(guò)程中均運(yùn)轉(zhuǎn)正常，顯示了新設(shè)備的優(yōu)越性：

◇以電代油，節(jié)能降耗效果十分顯著，有利于節(jié)約成本；

◇交流電動(dòng)機(jī)替代了進(jìn)口動(dòng)力，延長(zhǎng)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)周期，從而節(jié)約維修保養(yǎng)費(fèi)用；

◇以電代油，低碳環(huán)保，碳排放量明顯減少；◇現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)噪音小，由原來(lái) 120dB，降至不超過(guò)60dB，有效保證了操作工人身心健康；

◇全車(chē)均采用國(guó)產(chǎn)配件，有效減小設(shè)備維修、維護(hù)成本。

3 XJ-250電動(dòng)修井機(jī)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用節(jié)能減排分析

青海油田設(shè)計(jì)制造的 XJ-250 電動(dòng)修井機(jī)經(jīng)過(guò)近兩年超過(guò) 240口井的使用，在節(jié)約能源、降低油田開(kāi)采成本上創(chuàng)造出了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

青海油田同一作業(yè)區(qū)塊進(jìn)行相同作業(yè)的常規(guī)250 型 修井 機(jī) 和 250 型 電 動(dòng)修 井 機(jī) 進(jìn) 行 比 對(duì) ， 見(jiàn)表1。

4 結(jié)語(yǔ)

該電動(dòng)修井機(jī)的研制，使油田在不改變?cè)猩a(chǎn)規(guī)模的情況下，大大降低燃油的耗用量，有效降低了企業(yè)的燃油、維修費(fèi)用，產(chǎn)生顯著經(jīng)濟(jì)效益，減少燃油使用的同時(shí)也減少了 CO2的排放總量，降低企業(yè)運(yùn)行成本，也減輕了對(duì)環(huán)境的影響，社會(huì)效益和環(huán)保效益顯著，對(duì)今后修井機(jī)發(fā)展將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

[1]顧心悸.具有節(jié)能和環(huán)保優(yōu)勢(shì)的液壓蓄能修井機(jī)[J].石油機(jī)械,2003,31(增刊).

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.011.016

2013-08-15）

師成燦，2006年畢業(yè)于西南石油大學(xué)，從事井下作業(yè) 設(shè) 備 、工 藝 工 具 研 發(fā) 工 作 ， E-mail：shiccqh@petrochina.com ， 地址：青海省海西州茫崖花土溝井下作業(yè)公司，816400。