浅谈石油钻机节能技术
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（１）液力偶合器传动装置最高传动效率 ９４％左右，且空载时不吸收功率，与变矩器 传动相比，满载传动效率高１７％左右，大大 地 提 高 了 传 动 效 率 、节 油 降 耗 效 果 显 著 ， 实 际使用节油率在７％～１５％之间，每部钻机 每个工作台月可节省柴油１０ｔ～１５ｔ左右。（２） 在柴油机输出转速不变的情况下，可以根 据工作要求实现远程或就近控制调节泥浆 泵 、绞 车 、转 盘 转 速 ， 更 好 地 满 足 了 各 种 钻 井工艺要求和地层试压及固井替浆等特殊 工艺要求。（３）可吸收启动动载荷，减少因启 动载荷大而产生的压低柴油机转速的现 象 。提 升 遇 卡 时 ， 具 有 过 载 保 护 功 能 ， 防止 对设备的损害。
１ 油田电网在钻机上的应用技术 现在我国各油田使用的钻机绝大部分
是采用３～４台１２Ｖ１９０柴油机并车驱动，钻 机供电也由两台５００ｋＷ柴油发电机组提 供 。柴 油 机 结 构 复 杂 、可 靠 性 差 、故 障 率 高 、 无自保功能，需２４ｈ监护，特别是大修过的 柴 油 机 ， 可 靠 性 差 ， 而 且 油 耗 高 、噪 音 大 ， 跑 冒滴漏现象严重，对环境污染大，经济性 差，技术性能落后。
热泵的基本原理热泵是一反向使用的
制冷机，与制冷机所不同的只是工作的温 度范围。蒸发器吸热后， 其工质的高温低压 过热气体在压缩机中经过绝热压缩变为高 温高压的气体后，经冷凝器定压冷凝为低 温高压的液体（放出工质的气化热等，与冷 凝水进行热交换，使冷凝水被加热为热水 供用户使用），液态工质再经降压阀绝热节 流后变为低温低压液体，进入蒸发器定压 吸收热源热量，并蒸发变为过热蒸气完成 一个循环过程。如此循环往复， 不断地将热 源的热能传递给冷凝水。
热泵是一种高效节能装置，也是制冷 空调领域内实施建筑节能的重要途径，对 于 节 约 常 规 能 源 、缓 解 大 气 污 染 和 温 室 效 应起到积极的作用。
根据钻井野外实际，设计了一套空气 源热泵热水系统替换目前野外队基地职工 洗 澡 用 的 燃 油 锅 炉 供 热 水 系 统 。通 过 使 用 ， 该 机 组 制 热 水 速 度 快 、效 果 好 ， 满 足 井 队 ２ ４ ｈ 用 热 水 的 需 要 。充 分 利 用 生 产 热 水 时 产 生的冷气（原本是废弃的）在夏季引入来降 低通道内的温度，达到了最高限度利用能 源的目的。
科技资讯 ２０１１ ＮＯ．２５ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 浅谈石油钻机节能技术
工 业 技 术
孙庆祜 沈铁 闯家峰 刘伟 刘禹泰 （ 辽河油田装备制造总公司 辽宁盘锦 １ ２ ４ ０ １ ０ ）
摘 要： 介绍了油田电网、柴油机余功发电、液力偶合器、空气热泵热水系统等技术在钻机上的应用。这些技术成功地在钻井生产中的
２ 利用柴油机余功发电技术［２］ 目前国内部分机械驱动钻机各部件之
间的配置不够合理。如４ ０ ０ ０ ｍ～７ ０ ０ ０ ｍ机械 钻 机 均 配 装 了３ 台７ ９ ４ ｋＷ 的 柴 油 机 。而美国 国民油井公司１３２０Ｍ钻机（相当于ＺＪ７０Ｌ）也 只配备了三台Ｄ３９９（单台功率７６０ｋＷ），由于 动力配置不合理造成燃油消耗过大而导致 运 行 成 本 高 。以 油 田 在 用 主 力 钻 机 Ｚ Ｊ ５ ０ Ｊ 为 例，钻机工作负荷不足总负荷的７０％，然而 ＺＪ５０Ｊ钻机却配备了２台３００ｋＷ柴油发电机 组，据统计每部ＺＪ５０Ｊ钻机消耗的柴油约占 钻井可控成本的３０％左右，现ＺＪ５０Ｊ钻机每 年井队用于发电的柴油约占钻井总耗油量 的２５％，因此提高钻机动力利用率，利用钻 机富余动力驱动一台发电机，只留一台 ３００ｋＷ发电机作备用，达到节能降耗的目 的，而且还降低了定期维护保养所需的三
液力偶合器可用于链传动钻机和单机 泵组配套用，采用调速型液力偶合器，可调 节 泥 浆 泵 、绞 车 、转 盘 转 速 ， 能 够 更 好 的 满 足现代钻井工艺要求，尤其在特殊钻井工 况下， 如 解 卡 、做 地 破 压 力 试 验 、固 井 替 浆 等。选 用５ 结语 石油钻井生产中，有待于我们开发的
节能项目还很多，只要我们积极探索，尊重 科学，结合实际，将会有更多更好的的节能 些项目为钻井服务。
参考文献 ［１］ 税理中． 江苏油田钻机网电拖动技术改
造［Ｊ］．石油矿场机械，２０１１，４０（６）：９４～ ９７． ［２］ 陈如恒．破除旧观念 创造新钻机［Ｊ］．石 油矿场机械，２００８，３７（１０）：１～７．
１１４ 科技资讯 Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
滤 等 材 料 消 耗 及 中 小 修 及 大 修 费 用 。通 过 近 年 来 在 Ｚ Ｊ ４ ０ Ｊ 、Ｚ Ｊ ５ ０ Ｊ 钻 机 实 验 并 推 广 ＩＦＣ６４０４／４００ｋＷ节能发电机，很好的满足 钻井生产，降低投资成本和生产运行成本。
３ 液力偶合器技术 为了解决链条钻机传动效率太低，燃
油消耗过大、以及不可调速的问题， 在保留 链条钻机总体结构不作大的改动的前提 下，将液力变矩器替换为液力偶合器（偶合 器机组或液力无级调速传动装置）。
４ 空气热泵热水系统 空气源热泵技术，是近几年发展起来
的新能源技术，热能来源广泛，包括阳光、 雨 水 和 空 气 。无 论 白 天 、黑 夜 ； 不 管 晴 天 阴 天 、刮 风 下 雨 都 能 照 常 工 作 。可 放 在 你 指 定的任何地方，只需很少空间，无需直接 光 照 。可 露 天 摆 放 ， 也 可 放 置 在 不 显 眼 的 角落，并可实现无人操作，全自动控制温 度供水。
为 提 高 钻 机 工 作 的 可 靠 性 、先 进 性 和 经济性，降低钻井成本和工人的劳动强度， 降低噪音、减少污染， 应该对其进行技术改 造 和 升 级 。因 此 在 油 田 电 网 丰 富 有 条 件 的 地区，推广利用工业电网代替井队发电机 组及将柴油机驱动改为高压网电电动机驱 动，实现绿色环保钻井是可行的［１］。
应用，减低了生产成本，减少了对环境的污染，值得大力推广。
关键词： 石油钻机 节能 减排
中图分类号：ＴＥ２２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２－３７９１（２０１１）０９（ａ）－０１１４－０１
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 油田电网在钻机上的应用技术 现在我国各油田使用的钻机绝大部分
是采用３～４台１２Ｖ１９０柴油机并车驱动，钻 机供电也由两台５００ｋＷ柴油发电机组提 供 。柴 油 机 结 构 复 杂 、可 靠 性 差 、故 障 率 高 、 无自保功能，需２４ｈ监护，特别是大修过的 柴 油 机 ， 可 靠 性 差 ， 而 且 油 耗 高 、噪 音 大 ， 跑 冒滴漏现象严重，对环境污染大，经济性 差，技术性能落后。
热泵的基本原理热泵是一反向使用的
制冷机，与制冷机所不同的只是工作的温 度范围。蒸发器吸热后， 其工质的高温低压 过热气体在压缩机中经过绝热压缩变为高 温高压的气体后，经冷凝器定压冷凝为低 温高压的液体（放出工质的气化热等，与冷 凝水进行热交换，使冷凝水被加热为热水 供用户使用），液态工质再经降压阀绝热节 流后变为低温低压液体，进入蒸发器定压 吸收热源热量，并蒸发变为过热蒸气完成 一个循环过程。如此循环往复， 不断地将热 源的热能传递给冷凝水。
热泵是一种高效节能装置，也是制冷 空调领域内实施建筑节能的重要途径，对 于 节 约 常 规 能 源 、缓 解 大 气 污 染 和 温 室 效 应起到积极的作用。
根据钻井野外实际，设计了一套空气 源热泵热水系统替换目前野外队基地职工 洗 澡 用 的 燃 油 锅 炉 供 热 水 系 统 。通 过 使 用 ， 该 机 组 制 热 水 速 度 快 、效 果 好 ， 满 足 井 队 ２ ４ ｈ 用 热 水 的 需 要 。充 分 利 用 生 产 热 水 时 产 生的冷气（原本是废弃的）在夏季引入来降 低通道内的温度，达到了最高限度利用能 源的目的。
科技资讯 ２０１１ ＮＯ．２５ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 浅谈石油钻机节能技术
工 业 技 术
孙庆祜 沈铁 闯家峰 刘伟 刘禹泰 （ 辽河油田装备制造总公司 辽宁盘锦 １ ２ ４ ０ １ ０ ）
摘 要： 介绍了油田电网、柴油机余功发电、液力偶合器、空气热泵热水系统等技术在钻机上的应用。这些技术成功地在钻井生产中的
２ 利用柴油机余功发电技术［２］ 目前国内部分机械驱动钻机各部件之
间的配置不够合理。如４ ０ ０ ０ ｍ～７ ０ ０ ０ ｍ机械 钻 机 均 配 装 了３ 台７ ９ ４ ｋＷ 的 柴 油 机 。而美国 国民油井公司１３２０Ｍ钻机（相当于ＺＪ７０Ｌ）也 只配备了三台Ｄ３９９（单台功率７６０ｋＷ），由于 动力配置不合理造成燃油消耗过大而导致 运 行 成 本 高 。以 油 田 在 用 主 力 钻 机 Ｚ Ｊ ５ ０ Ｊ 为 例，钻机工作负荷不足总负荷的７０％，然而 ＺＪ５０Ｊ钻机却配备了２台３００ｋＷ柴油发电机 组，据统计每部ＺＪ５０Ｊ钻机消耗的柴油约占 钻井可控成本的３０％左右，现ＺＪ５０Ｊ钻机每 年井队用于发电的柴油约占钻井总耗油量 的２５％，因此提高钻机动力利用率，利用钻 机富余动力驱动一台发电机，只留一台 ３００ｋＷ发电机作备用，达到节能降耗的目 的，而且还降低了定期维护保养所需的三
液力偶合器可用于链传动钻机和单机 泵组配套用，采用调速型液力偶合器，可调 节 泥 浆 泵 、绞 车 、转 盘 转 速 ， 能 够 更 好 的 满 足现代钻井工艺要求，尤其在特殊钻井工 况下， 如 解 卡 、做 地 破 压 力 试 验 、固 井 替 浆 等。选 用５ 结语 石油钻井生产中，有待于我们开发的
节能项目还很多，只要我们积极探索，尊重 科学，结合实际，将会有更多更好的的节能 些项目为钻井服务。
参考文献 ［１］ 税理中． 江苏油田钻机网电拖动技术改
造［Ｊ］．石油矿场机械，２０１１，４０（６）：９４～ ９７． ［２］ 陈如恒．破除旧观念 创造新钻机［Ｊ］．石 油矿场机械，２００８，３７（１０）：１～７．
１１４ 科技资讯 Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ ＆ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
滤 等 材 料 消 耗 及 中 小 修 及 大 修 费 用 。通 过 近 年 来 在 Ｚ Ｊ ４ ０ Ｊ 、Ｚ Ｊ ５ ０ Ｊ 钻 机 实 验 并 推 广 ＩＦＣ６４０４／４００ｋＷ节能发电机，很好的满足 钻井生产，降低投资成本和生产运行成本。
３ 液力偶合器技术 为了解决链条钻机传动效率太低，燃
油消耗过大、以及不可调速的问题， 在保留 链条钻机总体结构不作大的改动的前提 下，将液力变矩器替换为液力偶合器（偶合 器机组或液力无级调速传动装置）。
４ 空气热泵热水系统 空气源热泵技术，是近几年发展起来
的新能源技术，热能来源广泛，包括阳光、 雨 水 和 空 气 。无 论 白 天 、黑 夜 ； 不 管 晴 天 阴 天 、刮 风 下 雨 都 能 照 常 工 作 。可 放 在 你 指 定的任何地方，只需很少空间，无需直接 光 照 。可 露 天 摆 放 ， 也 可 放 置 在 不 显 眼 的 角落，并可实现无人操作，全自动控制温 度供水。
为 提 高 钻 机 工 作 的 可 靠 性 、先 进 性 和 经济性，降低钻井成本和工人的劳动强度， 降低噪音、减少污染， 应该对其进行技术改 造 和 升 级 。因 此 在 油 田 电 网 丰 富 有 条 件 的 地区，推广利用工业电网代替井队发电机 组及将柴油机驱动改为高压网电电动机驱 动，实现绿色环保钻井是可行的［１］。
应用，减低了生产成本，减少了对环境的污染，值得大力推广。
关键词： 石油钻机 节能 减排
中图分类号：ＴＥ２２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２－３７９１（２０１１）０９（ａ）－０１１４－０１
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。