创新观察
袁赞兵 潘跃明 张吉平
（中石化胜利工程公司渤海钻井总公司，山东 东营 257000） 摘 要：立足于环境保护，分析了钻井柴油机系统的技术状况、日常使用维护管理方法。讨论了石油钻井柴油机在实际使用中面临的节能减排问题，从多个维度思考提出了钻井设备节能减排的技术手段和人为做法，预测节能减排的发展趋势。
关键词：柴油机；节能减排；发展趋势
国际油价受多方面因素的影响，波动明显，近年来油价涨跌迅猛的频率也在加大。对原有依靠高油价为生存立足点的油田企业产生巨大冲击和严峻的市场考验。基于此，胜利油田着眼于未来，面对靠打价格战，利润空间缩水的态势下，必须建立以提高油品质量为目标，以优化工业生产流程为手段，想方设法降低油气的生产成本，在具体的生产环节中，通过技术手段对其进行更优化处理，节能减排，实现良性循环。
光滑爪蟾1 钻井柴油机节能减排常见问题石墨钢
1.1 柴油机使用维护问题
钻井工程中，动力柴油机的工作机械效率大致略高于三分之一，在35%左右。作为核心耗能设备，其能量损失占据很大的比例，其中大量热能随尾气一起排出，这部分能量没有得到很好的利用。如果能将损耗的能量在一定技术范围内减少，动力柴油机在整个工作过程中的使用的燃油总量会得到控制，也能在经济上减少所需的成本。 资料显示，柴油机的使用周期短和使用过程中故障多是司空见惯的问题，也是带来额外能耗和经济成本增多的重要原因。单位时间内，能够顺利完成操作任务的动力柴油机只有5%的比例，超过90%的动力柴油机在工期的各个阶段出现这样那样的机器故障。柴油机一部分在使用过程中并未达到规定年限，因为种种人为的或者非人为的原因，提前报废，不再使用。像柴油机故障的问题，一方面要求工人要按要求操作，减少故障的发生，增大其实际使用年限；另一方面，要合理区分故障，科学合理维修。而对于柴油机的使用周期方面，尽力减少人为因素的干扰，更大限度发挥柴油机的作用。
1.2 钻井柴油机油耗问题
柴油机的耗油量高低是衡量其动力性能和经济性能的重要指标。一方面从机械自身来说，主要是加强各个工作系统的协调性，其中重点包括3个系统即压缩、供给以及冷却系统的相互协调工作。另一方面是从操作水平来说，一个新手和一个熟练工的操作技术水平是不同的，在操作经验上，一个熟练工
往往更具优势。无论操作方式、操作行为、操作态度，都会对机器的运作产生影响，对机器零部件的损坏程度也不同。修理的机会和成本不同，或者过分依赖经验，对柴油机最新的工作性能不够了解，有时造成动力过剩，有时又会造成动力不足，从而加剧机器零件的老化，使得油耗不可避免地增加。
微电解水杯1.3 柴油机废气减排问题
钻井过程中，柴油机会产生气体废弃物和固体废弃物。尾气中的有害气体
包含碳氢化合物、一氧化碳，氮的氧化物以及硫的氧化物；尾气中的固体废弃物则主要是燃油燃烧不充分生成的烟尘颗粒等。柴油机工作时较之其他一些机器而言，其产生的废弃物的量是偏高的，对环境产生不利影响。尤其是在注重经济和环境保护并行的今天，环保法规愈加细致，环保思想深入人心，节能减排就显得愈加重要。为减少环境污染主要是减少大气污染，一般会对尾气的产生进行控制以及对已经产出的废气进行处理。主要是以下一些做法：第一，减少废气的产生。净化机器内部的核心部件，加入一些能够促进燃油充分燃烧的化学物质，使燃油中的碳元素尽可能多地转化为二氧化碳而不是碳颗粒，同时减少尾气的排放。第二，在机器外部通过气—固相催化反应和湿式洗涤方法对排出的废气进行物理化学吸附。第三，烟气除碳脱硫技术和射流鼓泡反应器（JBR）在尾气处理时的使用。
2 钻井柴油机节能减排发展趋势
2.1 设备高效匹配和预防性维护
钻井动力设备的配套设计中，柴油机的动力应按所有工作机械总功率110%进行选型，依据工作环境的变化和使用工况的不同，合理选择适宜的型号和传动方式。遇到外部工作条件的改变，如高原、沙漠等，不能再按部就班地和在环境较好的工作条件下设置相同的系统的设备功率，而应该视集体情况作出相应的调整，提高柴油机的工作效能，提高动力利用率从而达到节能目的。譬如通过调节气门间隙及供油提前角、校对喷油器等，提高燃油的使用效果等都是行之有效的方法。
玉米割晒机
此外，得益于技术的发展以及计算机技术的渗透应用，钻井过程中对于设备的维护方面取得了长足的发展和应用。由原来的发生故障后的维修的传统方式转变为发生故障后的维修和预防性维护相结合的形式，由于监测得力，可以提前预判柴油机可能发生或者出现的故障事故等，及时加以设备维护，减少维护时间，降低维护频率，也减少事故的发生率，在很大程度上避免停机停产，实现节能减排。
2.2 利用新技术实现节能
热流道分流板配置钻井设备时，首选使用效率高、机械能耗小的型号，通过在原动机和传递效率等方面利用新技术实现节能。详见下表：
表1 新技术手段的工作特点和使用效果
技术手段工作特点使用效果
电喷柴油发动机（EFI）
按照柴油机运转情况
进行最佳喷油
提高燃油燃烧效果，提
升了经济性
无功补偿及谐波抑制
技术
物理技术应用
每台机器日均节油0.5t
左右
链条并车驱动钻机设
备和液力偶合器等高
效率传动设备
优化工作设备
提高整个钻机设备的
效率和寿命
新型柴油机节油装置
将普通燃油变成纳米
级燃油，实现普通燃料
变为亲氧活性燃料
综合节省燃油热轧酸洗
10%～30%，增加动
力10%～30%利用用油监控系统，对钻井用油实施自动化的柴油计量管理，是该行业现代精细化管理的一种有效手段。充分发挥系统的自动采集、实时传输、远程管理以及消耗异常报警、井队油耗对比、单井进尺油耗分析等功能。贯穿工作的攻坚阶段，有利于监测监督，及时作出方案的调整等。
2.3 余热回收与减排一体化
钻井柴油机的余热回收依靠管道之间的循环热传递实现。一是使用350～400℃高温废气与管道内的循环水之间的热传递，首先获得高温烟气和热水；而是高温烟气和热水和低温的柴油之间的热传递，柴油获得热量，保证柴油机在低温时的正常发动和工作。
钻井柴油机减排一体化则主要通过柴油机排气废热和钻井废水两相流传热传质的，将废气中的有害颗粒和可溶物质被液体吸收并转变为固体难溶物的一种综合治理方法。实现以废治废、节能减排。
3 结语
钻井柴油机节能减排工作是长期存在的复杂任务，企业和个人必须以环境保护宗旨，不遗余力，充分利用技术革新、技术培训、电脑远程监控等，做好节能减排工作。思想上对节能减排工作做到时刻不松懈，实践中加强精细化管理的程度，建立完善可操作性强的节能减排考核体系，同时，相关部门和
职责单位要做好监督工作。参考文献：
[1]伍赛特.船用柴油机节能减排技术研究及未来发展趋势展望[J].
内燃机，2019（05）：5-9.
[2]王雨霖.基于低碳经济背景下节能减排评价体系的构建策略研究
[J].环境科学与管理，2018（03）：20-24.
[3]房士宜.企业节能减排影响因素分析[J].石油和化工节能，2017（06）：12-13.
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