網(wǎng)電修井機(jī)節(jié)能減排效果分析

李天聰 蘇光林 郭愛民 李士銘（中原油田分公司）

2016年文南油田開始研究井下作業(yè)修井機(jī)的節(jié)能環(huán)保問題，經(jīng)過不斷的完善、創(chuàng)新和改進(jìn)，目前得到推廣應(yīng)用，形成了規(guī)模，節(jié)能基礎(chǔ)扎實(shí)、耗能結(jié)構(gòu)合理、資源利用綜合效率高、環(huán)境污染少、節(jié)能降耗成效明顯[1-2]。

1 創(chuàng)新節(jié)能設(shè)備

1.1 淘汰高耗設(shè)備

修井機(jī)是油田井下修井作業(yè)的主要?jiǎng)恿ΑＫ圆裼蜋C(jī)為動(dòng)力，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)起下作業(yè)和旋轉(zhuǎn)作業(yè)。油田進(jìn)入開發(fā)中后期，采油難度越來越大、工藝及井況條件越來越復(fù)雜，隨之而來的是修井任務(wù)繁重。同時(shí)，由于文南油田油井相對較深，井況復(fù)雜，修井成本高，對環(huán)境也產(chǎn)生一定的污染。柴油修井機(jī)工作時(shí)消耗柴油量大、柴油燃燒后尾氣排放量大、產(chǎn)生的噪音也大[3]。其次，夜間作業(yè)時(shí)修井機(jī)產(chǎn)生的噪音優(yōu)顯突出，一方面噪音影響村民休息，另一方面噪音影響?zhàn)B殖類（畜牧禽）休眠，作業(yè)停工時(shí)間長、生產(chǎn)效率低。

例如：1 臺(tái)ZYT5301TXJ 型柴油修井機(jī)，平均每小時(shí)消耗柴油15.2 L（每噸柴油燃燒后CO2排放量為3.160 7 kg，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪音為110 dB）。一天工作20 h，消耗柴油304 L；一個(gè)月工作600 h，消耗柴油9 120 L。每升柴油的價(jià)格為7.3 元，一個(gè)月消耗燃料費(fèi)66 576元。既高耗又污染，所以，不符合現(xiàn)代企業(yè)和社會(huì)發(fā)展的需要。

1.2 配套節(jié)能設(shè)備

依靠科技進(jìn)步，自主創(chuàng)新，在原修井機(jī)底盤的基礎(chǔ)上安裝交流電動(dòng)機(jī)，利用采油井場現(xiàn)有的網(wǎng)電資源，將以柴油內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的修井機(jī)改裝為以電能為動(dòng)力的修井機(jī)，目前已裝配12 臺(tái)，性能優(yōu)良、節(jié)能顯著，摸索出了節(jié)能減排新方法，努力實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

2 充分利用網(wǎng)電資源

文南油田以機(jī)采井為主，電力資源充沛，網(wǎng)電輸送到各個(gè)采油井場，電壓在380～1 140 V。修井作業(yè)期間抽油機(jī)停止了工作，網(wǎng)電閑置，電力資源未得到合理利用，為了提高電力資源的利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，網(wǎng)電修井機(jī)就是利用抽油機(jī)配電箱內(nèi)的電力資源，從事修井作業(yè)。網(wǎng)電經(jīng)井場抽油機(jī)配電箱輸出電力（1 140 V 或380 V），經(jīng)變壓器變?yōu)?80 V 交流電，輸送給修井機(jī)的配電柜及交流變頻柜，交流變頻控制器將其變?yōu)榭捎玫念l率，輸送給交流變頻電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)再帶動(dòng)角傳動(dòng)箱及絞車工作，實(shí)現(xiàn)起下作業(yè)和旋轉(zhuǎn)作業(yè)，最大鉤載1 000 kN，作業(yè)深度3 200 m[3]。

3 節(jié)能減排效果

3.1 節(jié)約成本

1臺(tái)ZYT5301TXJ型網(wǎng)電修井機(jī)（功率75 kW），平均每起下1根油管消耗電量1 kWh，工作1 h消耗電量40 kWh。一天工作20 h，消耗電量800 kWh，每度電的價(jià)格0.78元，一天消耗電費(fèi)624元。

柴油修井機(jī)工作一天消耗柴油304 L，每升柴油的價(jià)格7.3元，一天消耗柴油費(fèi)用2 219元。

網(wǎng)電修井機(jī)平均每天比柴油修井機(jī)節(jié)約費(fèi)用1 595.2 元（表1），節(jié)能效果明顯，年可節(jié)約費(fèi)用58.23萬元。

表1 耗能對比

以上結(jié)論表明，2 臺(tái)載荷相同的修井機(jī)，在工作量相同、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間相同、工作效率相同的情況下，只是動(dòng)力源和投入的耗費(fèi)成本不相同，在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中所取得的有效勞動(dòng)成果相同。

3.2 噪音污染指數(shù)降低

以柴油機(jī)為動(dòng)力源的修井機(jī)，作業(yè)過程中產(chǎn)生的噪聲大，噪聲污染嚴(yán)重。據(jù)檢測部門測定柴油動(dòng)力修井機(jī)發(fā)出的噪聲達(dá)110 dB（表2），噪聲不僅對井場周邊環(huán)境造成污染，而且直接危害職工的聽力、損害心血管、加速心臟衰老、增加心肌梗塞發(fā)病率，同時(shí)，還會(huì)對職工的視力造成損害，職工長時(shí)間處于噪聲環(huán)境中工作，容易發(fā)生眼疲勞、眼痛、眼花和視物流淚等眼損傷現(xiàn)象。

表2 修井機(jī)噪聲檢測

表2可知，網(wǎng)電修井機(jī)投入使用之后，噪音得到有效控制，噪音污染指數(shù)降低了46 dB。噪音指標(biāo)符合國家規(guī)定的工業(yè)區(qū)環(huán)境噪音標(biāo)準(zhǔn)，職工的工作環(huán)境得到了改善，身心健康得到了保障，工作效率得到了提高[4]。

3.3 尾氣排放量得到控制

以柴油機(jī)為動(dòng)力源的修井機(jī)，由于耗油量大，作業(yè)過程中排放的尾氣量也大。尾氣中所含的CO2不但破壞環(huán)境，而且危害職工身體健康，能夠削弱血紅蛋白向人體組織輸送氧的能力，影響神經(jīng)中樞系統(tǒng)，碳?xì)浠衔镞M(jìn)入人體后易產(chǎn)生慢性中毒等疾病。

網(wǎng)電修井機(jī)工作時(shí)沒有尾氣排出，對環(huán)境和職工的身體不產(chǎn)生危害。測算數(shù)據(jù)顯示，1 臺(tái)網(wǎng)電修井機(jī)一年可減少CO2排放量291.09 t。

4 結(jié)論

1）節(jié)能降耗效果明顯。1臺(tái)網(wǎng)電修井機(jī)年可節(jié)約燃油費(fèi)用58.23 萬元、減少CO2排放量291.09 t、噪音污染指數(shù)下降46 dB。

2）保護(hù)了環(huán)境，推動(dòng)了科技進(jìn)步。只要有電力資源都適應(yīng)網(wǎng)電修井機(jī)作業(yè)。操作簡單，保養(yǎng)方便，節(jié)能效果好，符合建設(shè)節(jié)約型和環(huán)保型企業(yè)的需要；噪音小、污染少、減排效果好，保護(hù)了環(huán)境和職工身心健康，使企業(yè)得到了穩(wěn)步發(fā)展。

3）網(wǎng)電修井機(jī)是清潔型設(shè)備，具有廣闊的發(fā)展前景，符合碧水藍(lán)天工程的需要，有利于促進(jìn)石油工業(yè)綠色發(fā)展。