“以電代油”改造在青海油田修井機上的應用

劉全 葉光輝 鐘聲 陳微熙 何佳 譚雪開

（1.青海油田公司質量安全環保處；2.青海油田井下作業公司；3.青海油田公司鉆采工藝研究院；4.上海位仁節能科技有限公司）

“以電代油”改造在青海油田修井機上的應用

劉全1葉光輝2鐘聲1陳微熙2何佳3譚雪開4

（1.青海油田公司質量安全環保處；2.青海油田井下作業公司；3.青海油田公司鉆采工藝研究院；4.上海位仁節能科技有限公司）

青海油田首次對已報廢的XJ-350修井機實施全電驅化改造，實現了修井機“以電代油”、降低碳排放和噪音、改善修井機運行狀況的目標，提高了修井機的自動化控制水平。改造后的XJ-350修井機的實測能耗數據表明，柴油驅動修井機完全可以實施“以電代油”電動力驅動改造，節能效果可達70%以上。我國修井機設計制造采用電動力驅動控制具有很好的市場前景。

修井機 以電代油 碳排放 節能效果

1 修井機能耗現狀

修井機是保證油田油（氣）、水井正常生產和維護不可缺少的施工設備[1]，目前青海油田采用的XJ-350修井機主要為卡特皮勒柴油機帶艾力遜變矩器工作，可以滿足現有井下作業需求，但存在驅動效率低，調速范圍小，起動力矩低、需要加一級變矩器輸出，能耗高、排放高、維修成本高，且需經常加油等問題。

2010年，青海油田每臺XJ-350修井機平均年井下作業耗柴油為30.2 t，每作業1口井平均耗柴油費用為4 150元。每臺修井機年平均耗柴油費用249 027元（XJ-350修井機平均年作業60井次，柴油按2010年青海市場價7.09元/L計算），見表1。

同時，青海油田修井機卡特引擎每年需日常維護、維修配件，每作業8～10口井就需要更換發動機潤滑油及空濾、柴濾、機濾1次。

根據青海油田井下作業公司統計，CAT3406發動機一年的維護保養費用高達7×104元，見表2。

按2010年青海油田XJ-350修井機油耗計算，平均單井作業碳排放量為1 580.57 kg。按照每年每臺修井機作業60井次，則每臺修井機每年碳排放量為94 834.11 kg，見表3。

表1 XJ-350修井機平均單井能耗費用

表2 XJ-350修井機CAT3406發動機年維護費用

2 修井機“以電代油”改造情況

為了進一步提高修井機的機械效率以及半自動化、自動化控制水平，增寬修井機的轉速調節范圍，增大啟動扭矩，2009年青海油田開展了“XJ-350全電驅修井機改造應用”試驗，對1臺報廢的XJ-350型修井機進行“以電代油”研究改造。將原柴油機更換為高扭矩電動機，對柴油機的控制改為對電動機的控制，加裝電動機與變速箱及分動箱總成之間的新型聯接頭，去掉液力變矩器，加裝高效蓄電池組，安裝電動打氣泵，其余部件采用原修井機的部件改造成的新型修井機。作業和行走動力由柴油機動力完全改為電動力。

表3 XJ-350修井機各井次碳排放量統計

通過現場試用，從已改造完成的XJ-350修井機的試驗效果來看，“以電代油”作為修井機的動力驅動，不僅可以實現修井機全電驅化，井下作業、實際行走能滿足實際要求，可實現連續減速的電氣軟剎車，降低碳排放和噪音，而且維護保養簡單，運行可靠，故障率降低，轉速調節范圍寬，啟動扭矩大于柴油機的1 200 N·m。

3 修井機“以電代油”改造節能效果

改造后的XJ-350電驅修井機從2010年2—10月運行以來，累計完成了9口井的試驗，試用過程中各項性能指標滿足修井機現場作業要求，實用性強。通過對作業過的7口井對比試驗分析，其單機能耗費用降低80%以上，單機平均能耗節約3 350.8 元/a，見表4。

表4 XJ-350電驅修井機節能效果對比

按XJ-350電驅修井機1年作業60井次統計，XJ-350電驅修井機相對XJ-350柴油修井機一年節約柴油為35 123.74 L。改造后節約能耗費用20×104元/a。CAT3406發動機改為電驅后一年減少維護保養費用7×104元。

XJ-350電驅修井機拆除了原CAT3406發動機，修井作業搬遷到位后，一次接電，無需加油，無需指定專人（柴司）對發動機做日常維護保養，XJ-350電驅修井機可減少定額1人，達到了減員增效的目的，XJ-350電驅修井機可減少人工成本15×104元/a。

與柴油機相比，XJ-350電驅修井機相對X-J350柴油修井機能節省能耗近80%，無尾氣排放，符合環保要求，每臺修井機每年可節約生產成本42×104元。

4 結論

1）目前青海油田井場供電已實現全部聯網，為柴油機動力改為電控驅動動力提供了極為便利的用電條件。根據同功率替換的原則，用同功率的電動機代替同功率的柴油機作為修井機的驅動動力是完全可行的。

2）青海油田XJ-350修井機“以電代油”改造是成功的。試用過程中各項性能指標滿足修井機現場作業要求，實用性強，提高了XJ-350修井機的半自動化、自動化控制水平。達到了良好的節能效果，具有顯著的經濟效益。

3）XJ-350電驅修井機實現了作業和行走全電驅，相比柴油類修井機減少了大量的柴油燃燒，減少了大量的二氧化碳及各類溫室氣體排放，碳排放得到有效控制，符合國家低碳、綠色經濟的發展要求。

[1]馮學軍.電動修井機技術簡析[J].油氣田地面工程,2010(12):6-7.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.07.016

劉全，2004年畢業于江蘇工業學院，工程師，現從事節能管理工作，E-mail：liuqqh@petrochina.com.cn，地址：甘肅敦煌七里鎮青海油田質量安全環保處，736202。

2011-08-05）