电驱动气体钻井设备设计方案

关键词 ：气体钻井 ；电驱动 ；软启动 ；集 中监控
ＤＯＩ ： １ ０． ３ ９ ６ ９ ／Ｊ ． Ｉ Ｓ Ｓ Ｎ． １ ０ ０ ６—７ ６ ８ Ｘ． ２ ０ １ ５． ０ ５． ０ ６
气体钻井以其可避免钻井液体漏失引起地层伤
供 电提供 动力 源 。
害、 大幅提高机械钻速及有效对付恶性溶洞性井 漏 等 诸 多优势 得 到 了快 速发 展 ， 并 在 川渝 、 新疆 等地 已 经 得 到 了大 规 模 的 应 用 … 。特 别 是 以其 提 速 及 治
区块所 需空 气量 为 需求 ， 为 满 足气 体 钻 井 现 场 工 艺 及 占地 面积 小等 要 求 ， 开 展 气 体钻 井 供 气 设 备 电驱 动配套 技术 的方 案研 究 。 在４ ０ ０ Ｎ ｍ ／ ｍｉ ｎ 气量需求下 ， 空 气 压 缩 机 和 增 压机 按 １ ６＋６模 式 配置 ， 整个系统由网电、 变压器、 Ｖ Ｆ Ｄ控制 房 、 集 中监控 房 、 电驱 动 空压 机 、 电驱 动 增 压机 及膜 制氮 机等 组成 。气 体钻 井 电驱动 配套技 术 总体 方案 及流 程如 图 １所示 。
Ｘ Ｒ Ｖ Ｓ ４ ７ ６ 、 寿力 ９ ０ ０ Ｘ Ｈ Ｈ ／ １ １ ５ ０ Ｘ Ｈ等型号 ； 柴油驱动 增压机 主要有 Ｆ Ｙ ４ ０ ０ 、 Ｃ Ｋ Ｙ ５ ０ ０等 型号 。若在现有 柴 油驱 动空压 机及 增 压 机基 础 上 改 为 电驱 动 ， 存 在 很多难点： ①柴油驱动空压机及增压机 的柴油发动 机与压缩机共享一套冷却系统 ， 若柴油驱动直接改 为 电驱动就必须重新设计压缩机 的冷却系统 ； ②柴
第３ ８卷
第 ５期
钻
采 ห้องสมุดไป่ตู้
工
艺
・ｌ ９・
Ｖ０ １ ． ３ ８ Ｎｏ ． ５
Ｄ Ｒ Ｉ Ｌ ＵＮＧ ＆ Ｐ Ｒ ＯＤ Ｕ Ｃ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ
电驱 动气 体 钻 井设 备 设 计 方 案
李金和 ， 徐 忠祥 ，罗 整， 吴 琦
（ 川 庆钻探 工程 公 司钻 采 工程技 术研 究 院）
—
２ —３。
作者简介 ：李金 和（ １ ９ ８ ５一） ， 硕士， ２ ０ １ ２年毕业 于 西南 石油 大学 石油 矿场 机 械专 业 ， 现 主要 从事 气 体钻 井方 面 的研 究 工作 。地址 ： （ ６ １ ８ ３ ０ ０ ） 四川 省广汉 市中山大道南二段 ８ ８号 ， 电话 ： （ ０ ８ ３ ８ ） ５ １ ５ １ ６ ４ ３ ， Ｅ—ｍ ａ ｉ ｌ ：ｌ ｉ ｊ ｉ ｎ ｈ ｅ １ ９ ９ ６ ＠１ ２ ６ ． ｔ ｏ ｍ
李金和等 ．电驱动气体钻井设备设计方案． 钻采工艺 ， ２ ０ １ ５ ， ３ ８ （ ５ ） ： １ ９— ２ １
摘 要 ：针 对 目前 中石油集 团公 司特别强调在钻 井生产 中节 能降耗 ， 减 少碳排放 ， 降低 生产成本 等要 求， 提出
供 气设 备 配 套 电驱 动技 术 方 案 。 气体 钻 井 供 气设 备 电驱 动 方 案 采 用 全 场 供 电 方 式 ， 利 用 网 电和 井 场 变 压 器 ， 配 套
钻
・
采
工
艺
２ ０・
２ ０ １ ５年 ９月
Ｓ ｅ ｐ．２ ０１ ５
ＤＲＩ Ｌ Ｌ Ｉ ＮＧ ＆ ＰＲＯＤＵＣＴ １ ０Ｎ ＴＥＣ ＨＮＯＬ ＯＧＹ
２ ．空压 机 、 增 压 机 电驱 配套 技术方 案
通 过修 改参数 ， 匹配 不 同的负载 对象 。
在 用 柴 油 驱 动 空 压 机 主 要 有 阿 特 拉 斯
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４一ｌ １—１ ０；修 回 日期 ：２ ０ １ ５— ０ ９—０ ５
图１ 气体 钻 井 电 驱 动 技 术 总 体 方 案
本文 系川庆钻探工程有限公司科研计划项 目“ 钻井新装备研究” 子课题 ， 课题名称 ： 电驱动气体钻井设 备技术研究 ， 编号 ： Ｃ Ｑ ２ ０ １ ４ Ｂ一 １ ０
Ｖ Ｆ Ｄ控制 房、 集 中远程监控 系统、 电驱动空压机和 电驱动增 压机。论证 了在 柴油驱 动设备基 础上 改为 电驱 动可行 性小， 需要重新设计 配套软 启动功能的电驱动空压机 和变频控 制 系统的 电驱 动增压 机。通过 配套 电驱动技 术 ， 气
体 钻 井 能 达 到 节 能 减 排 的要 求 ， 促进气体钻井技术的应用和发展 。
一
线
、
电驱 动 配套 技 术 方 案
１ ． 总体 方 案 近年来 ， 随着 网 电的不 断发展 ， 国内各 大油 田电
网覆 盖范 围逐 步广 泛 Ｊ ， 气 体 钻 井设 备 电驱 动 发 展
的可 能性越 来 越大 。气 体钻井 供 气设 备 电驱动方 案
采 用 全场供 电方式 ， 即所 有 气 体 钻 井设 备通 过 网 电
钻机 的应用 不断 增 加 ， 由电 能作 为动 力 源 驱 动钻 井 设备 已成为 钻井 工 程 的必 然 趋 势 。在 此形 势 下 ， 气
体 钻井 供气设 备 电驱 动配 套技术 利 用 电力 清 洁能 源
环保 低 耗 的优点 Ｊ ， 成 为 气 体 钻井 攻 坚 节 能 减 排 的 利刃。
漏 优 势在 叶岩气 开 发 区 块 得 到 了广 泛 的应 用 ， 并 取
由于新疆塔里木地 区气体钻井作业井 眼大 、 井
较深 ， 通 常是 按 ４ ０ ０ Ｎ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ的气量 配置 供气设 备 。
因此 ， 气 体钻 井供 气 设 备 电驱 动技 术 以新 疆 塔 里 木
得 了很 大成 功 。国务 院在 《 “ 十 二五 ” 节 能 减排 综 合 性 工 作方 案 》 中明确指 出， 重 点 推 进 石 油 石 化 行 业 节能 减排 。中石油 集 团公 司也特 别强 调在 钻井 生产
中节能降耗 ， 减少碳排放 ， 降低生产成本。在此基调 下， 国内各大油 田电网覆 盖率越来越 大 Ｊ ， 电动化