[收稿日期]2008-12-26
[作者简介]施建国(1966-)，男,1989年江汉石油学院毕业，高级工程师，现主要从事钻井生产技术与管理工作。 施建国 (中原石油勘探局钻井三公司，河南濮阳475300) 檀便友 (长江大学机械工程学院，湖北荆州434023) 于开玉，陆为纲，温小春，杜江涛 (中原石油勘探局钻井三公司，河南濮阳475300)
冯 定 (长江大学机械工程学院，湖北荆州434023)
[摘要]目前国内大部分油田使用的钻机是机械钻机和电动钻机，主要用柴油发电机给钻井系统提供动
力，需要消耗大量的柴油，钻井成本较高，工人的劳动强度又大。为响应国家节能减排降耗要求，中原油田对部分在用的钻机进行网电改造。介绍了网电改造的依据和可能性，对改造方案进行了论述，总结了网电改造取得的成果，并展望了网电改造的前景。
[关键词]价值工程；网电；钻井；改造[中图分类号]TE922
[文献标识码]A [文章编号]1000-9752(2009)01-0351-03
钻井勘探作为油田开发的一个重要组成部分，打造绿钻井，节能、清洁、高效生产成为钻井行业发展的新目标，对钻机的节能和环保性能提出了更高要求。利用网电钻井是由网电替代传统的柴油发电机给钻井系统提供动力，实现“油改电”的转换。网电钻井是钻井勘探行业节能减排的一个重要举措，也是钻井行业节约成本增加效益的一个重要举措。目前，作为井队供电的主要设备是主发电机和备用发电机，正常工作采用柴油机驱动，柴油消耗量大，备用机组为保证发电机工况正常，需定期进行启动试验和充电操作，维护工作量较大。柴油机存在着冬季难启动，故障率较高等问题，常常会影响井队的正常生产。我国经过多年的电力建设改造，系统供电能力大大提高，线路基本达到双电源、短线路、轻负荷的要求。10kV 供电线路的管理维护也已日趋完善，电源质量和供电可靠性均已大大提高。因此，在有条件的钻井区块(笔者以中原油田元坝区块为例)，采用10kV 网电线路供电为主，辅助发电机供电为辅的供电模式，能够降低生产成本，减少系统运行维护费用，提高用电的安全性、可靠性。 1 实施网电钻井的依据
实施网电钻井的依据有以下几点:①由于柴油价格不断升高，钻井生产利用高压电能比使用柴油机组发电可节约费用近三分之二[1];②元坝区块3口井网电应用于重点探井，合同钻井周期相对较长，如元坝1井设计井深6920m ，合同周期520d ，钻井周期长，设备搬迁周期长，实现节能降耗的目的，最大限度地降低钻井成本，易于使用高压电网供电;③使用高压电网供电，使柴油发电机组成为备用动力，大
大减少其运行时间，减少机件磨损和设备折旧，降低柴油发电机组的维护保养(机油、滤芯、配件维修等消耗)费用，延长柴油发电机组的使用期限;④网电各方面指标非常稳定，可使设备运行性能得到提高;⑤符合环保要求，降低钻井施工噪声和废气排放污染;⑥当地高压电网分布均匀，便于电网架设安装使用。
2 设备简况
塔山阻击战的历史简介211原动力组成
元坝区块目前都是深井勘探井，底层复杂，施工难度大，需要精良的施工设备。目前施工的钻机均
1
53石油天然气学报(江汉石油学院学报) 甲午中日战争教案
2009年2月 第31卷 第1期Journal of Oil and G as T echnology (J 1J PI ) Feb 12009 Vol 131 No 11
是我国较为先进的钻机，均使用70D 电动钻机，原动力系统配备3台CA T3512B 柴油发电机组(1500rp m ,1340kW ),3台SR4B 柴油发电机(600V ,1828A ,1200kW ，功率因数017)的电均送至SCR 房，由SCR 房配往各生产用电设备及生活用电。另备1台400kW 辅助柴油发电机组。212 耗能设备
输液管
表1 钻井队主要耗能设备基本信息表
序号
醋酸铝
用电设备名称数量/台用电设备功率/kW 合计功率/kW
1储备罐电机32113522循环罐电机12111323除气器电机137374除砂泵电机155555除泥泵电机155556加重泵电机2751507振动筛电机64248离心机电机145459剪切泵电机1151510灌浆泵电机1151511直流电机7800560012风机电机7117713液压大钳电机1454514电动压风机2
377415
生活区70
70合计
6746
注:
统计实际电机功率及部分估算值。
主要为生产耗能设备和生活耗能设备。钻井队主要耗能设备情况如表1所示。213 网电改造方案和设备组成莆田学院网络教育
改造方案是使用10kV 架空线路电源作为主电源，主柴油发电机组为备用发电机。在系统供电出现故障时，供电电源可以随时转至由原主柴油发电机供电，以保证井队生产生活的正常运行。采用系统供电能够减少运行费用，提高供电可靠性和供电质量，方便生产人员的操作和管理，比柴油机发电有明显的优越性[1～3]。
网电配套设备如下:1)高压房 2台1600kVA 油浸式变压器(高压10kV ；低压600V )。将电网的10kV 高压变换为适合井队设备使用的
600V 电压，并提供高低压开关及安全保障装置。
2)低压房 由江阴龙源电力滤波设备厂制造，提供功率因数补偿及电源滤波功能，主要由3台5次、1台7次、1台11次滤波补偿柜组成，通过柜内的断路器分两路送往SCR 房，并通过输出电抗器及在母排安装电涌保护器减轻对电网和设备的冲击。交流电力无源滤波器3台(每台滤波器含2路滤波补偿，总容量为2100kVA )、2000A 断路器2台、滤波器保护器3台、滤波器自动投切控制器1台。滤波器为6路控制。其中1、2、3、4路滤波电路为5次(250Hz )滤波电路,5路滤波电路为7次(350Hz )滤波电路,6路滤波电路为11次(550Hz )滤波电路。投切控制为自动、手动两种状态。214 网电供电情况介绍
网电高压部分由苍溪电力安装调试,10kV 的高压线路14km ，用规格为70mm 2的铝线铺设，经六氟化硫断路器后接3×95mm 2高压电缆进入高压房，经2台变压器并接后分两路输出，每路由328mm 2电缆7根(每相2根，零线1根)，共14根组成。可提供3200kVA 容量。215 网电改造投入资金
网电改造共投入如下几项资金:①变压器设备年租赁资金14万元;②配电房的制造、设备拆卸安装累计费用约50万元左右;③地方投资高压电网的架设(2km )安装费用由地方电业局承担。
3 网电使用情况分析及效益分析
中原石油勘探局钻井三公司在元坝有3口井的钻井工程动力利用当地网电，并取得了很大的经济效益，现仅以元坝1井为例，就利用网电钻井应用技术带来的经济效益进行对比分析。
根据元坝1井井深、钻井周期长等特点，专家经过多次考察、研究、设计，在该井率先使用了以10kV 工业电网供电为主、以井队柴油机供电为副的供电方式，通过642d 的使用，取得了良好的社会效益和经济效益，效果非常好。
利用柴油机提供运行动力所耗费的成本1024109万元，而在同样的工况下采用网电提供动力则节约得多。由2台1600kVA 变压器组成的网电动力设备累计消耗电能6859380度，单价0171元，累计费用为487102万元。设备费用为14万元/年×2(租赁方式)+25万元=53万元，运输和维护费用为4198
253 石油天然气学报(江汉石油学院学报)2009年2月
万元。故网电钻井的成本费用为545万元。采用网电作动力比用柴油机作动力节约资金479109万元，节能率达46178%。
同时，中原油田在另外两口井(元坝2井和元坝3井)上采用网电作为动力也分别取得了51198%和41102%的节能率。3口井采用网电作动力共计创造直接经济效益1240172万元。
中原油田在元坝3口重点探井的网电钻井改造并成功应用，取得了可喜成果，为使用工业网电打下了很好的基础，具有广阔的开发前景。10kV 工业电网供电的成功使用，解决了井队发电效率低、机组维护管理困难等问题，降低钻井生产单位用电成本，节约投资；也开创了大型电动钻机钻井施工使用高压电的先例。采用10kV 系统供电在技术上是可行的，经济效益十分显著。
4 结 论
实现网电钻井改造不仅带来非常大的经济效益，还有其他优点:
1)使柴油发电机组成为备用动力，大大减少了其运行时间，减少了机件磨损和设备折旧。降低了柴油发电机组的维护保养(机油、滤芯、配件维修等消耗)费用。延长了柴油发电机组的使用期限。
2)网电各方面指标非常稳定，设备运行性能得到很大提高。
3)生产期间现场的噪音明显减小，大大减少了(废气、油污等)环保工作的压力。从而降低了对
环境及工作人员和周围居民的影响
[参考文献]
[1]盛拥军，徐建辉，丁晓鹏1Z J 30型钻机网电改造[J ]1甘肃科技,2008,13(7):16～171杭州制氧机厂
[2]董云飞，戴树涛，马士平1Z J 70L 型钻机全网电拖动技术改造方案[J ]1石油矿场机械,2008,6(7):15～171[3]韩国英，郑有理，张津，等1Z J 40型机械钻机改造研究与应用[J ]1石油矿场机械,2007,36(11):80～821
[编辑] 萧 雨
(上接第339页)
6 结 论
1)斜井井眼轨迹为三维空间曲线，斜井抽油杆柱受力与常规垂直井有很大不同，杆柱载荷计算较
复杂，为此常规抽油杆柱设计方法必须经过调整才能适应斜井有杆泵采油工况。
2)为了准确计算斜井抽油杆柱载荷，计算过程中必须同时确定扶正器合理间距。
3)编制了斜井抽油杆柱设计软件，可以用于杆柱组合设计、加重杆长度及扶正器合理间距的确定。应用于现场设计，可有效降低管杆偏磨，减小扶正器数目。同时，该设计方法还适用于斜直井、水平井和定向井。
[参考文献]
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[2]陈治军，吕瑞典，沈娜，等1大斜度井有杆泵抽油系统优化设计[J ]1石油钻采工艺,2003,25(6):66～681[3]闫沁山，林革1定向井抽油杆柱优化设计研究[J ]1新疆石油科技,2007,17(1):27～291
[4]王天昭，苏振亚，连玉石，等1非直井抽油杆扶正器安装位置的确定[J ]1钻采工艺,2004,27(2):76～771
[5]龙芝辉，李文华1考虑井斜因素的全井抽油杆扶正器安装位置设计及应用[J ]1重庆科技学院学报,2005,7(4):48～501
[编辑] 弘 文
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53石油天然气学报(江汉石油学院学报)
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