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[摘 要]为了降低钻机的油料消耗，进行了“油改电”项目，在介绍“油改电”节能措施方案和原则的基础上，对该项目的经济效益进行了深入分析。
[关键词]油改电 节能增效
中图分类号：TE922 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0003-01
随着大庆油田深井勘探、开发的不断深入，深井钻机不断增加，此类钻机油料消耗一直居高不下，能源消耗占钻井总成本的比重越来越大，为此进行了深井钻机“油改电”，进一步完善了深井钻机利用工业电网节能配套措施；此方法在国内同行业中处于领先地位，具有较好的经济效益和社会效益。
一、“油改电”节能措施方案及选用原则
1、电动钻机发电机组实测数据分析
我们对公司的50D钻机使用柴油发电机组供电的50109钻井队进行跟踪测试，钻机随井深不同，功率消耗变化而采集的数据证明，一开功率消耗较小，可用一台发电机；在进行技套大井径钻进时，功率消耗最大，功率在1200—1300KW左右，电流在2400—2600A左右，启动一台发电机组不能满足钻机功率的需要，开2台发电机组又有大量的剩余功率，从而造成能源上的浪费和损失。这期间是负荷高峰期，我们对柴油发电机的电流进行测試可以有力的证明所采用变压器的容量。
2、变压器容量测算依据
根据上述实测据分析，初步确定采用工业电网覆盖的50D钻机进行配套，为能满足50D钻机设备用电容量，其选配依据从功率上入手，P=UI =1.732×0.6×2600=2702（kw），考虑钻机钻机复杂等情况，负荷还有可能增加，最后确定变压器容量为3150KVA（国标）一台，其型号为S9-M-3150/10，电压10KV±5%/0.6KV。高压侧电压10KV，低压侧电压0.6KV做为电网驱动电动钻机的电源主变压器。
3、工业电网驱动配套方案设计
根据上述实测据分析，同时考虑钻井施工，一般正常工序占大部分时间，如果超负荷进一步加大，可以启动发电机组进行供电，来满足正常的生产。同时因钻井工艺和钻井井场的实际情况，决定设计一台移动式变电站—《钻机专用ZZB-3150变电站》。
1）变电站的执行标准
经过多方查阅，认为《钻机专用ZZB-3150变电站》要执行SD320-1992《箱式变电站技术条件》和GB/T17467-1997《高压/低压预装式变电站》标准。变电站采用高低压和变压器为一体的爬犁式箱式站。
2）变电站的规格和型号（表1）
3）变电站技术要求：
（1）钻机专用ZZB-3150变电站采用单电源进线
（2）高压进线柜、出线柜要有明显断开点，出线开关要选用真空开关。
（3）钻机专用ZZB-3150变电站使用S9-M系列节能型变压器一台，技术参数为：S9-M-3150/10 3150KVA 10KV±5%/0.60KV Y，YNO
（4）高、低压室房体采用复合彩板及钢构架结构，整体结构要加强以适应该设备经常搬迁的特性，照明安装自动开关，门开灯亮，并考虑通风系统，低压室房体要有强排风。
（5）高压进线与低压总出线均要设计在房体上方，低压总出线要为用户考虑使用上的方便性，强度要特殊加固。
（6）钻机专用ZZB-3150变电站的计量采用高压计量。
（7）变压器与整体要能装能拆并有与整体固定装置。
（8）站电站要有明显的安全标识及带电警示标识。
4、深井钻机利用工业电网节能技术选用原则
深井钻机利用工业电网节能技术是深井钻机节能技术的革命，具有安全、实用、经济等特点，具有柴油机驱动钻机钻井无法比拟的优势。其选用原则是：
1）深井钻机要求是电动化钻机；
2）井场附近要求有0.6KV以上电力线路；
3）钻井周期要求在一个月以上；
4）搭接电力等费用必须小于单井节余成本；
5）无论各种工况都要保证满足提供600V电力。
二、深井钻机利用工业电网节能技术应用条件
1、现场条件
1）现场附近有0.6KV、10KV或35KV线路经过；
2）原有线路预留容量满足井场用电量需求；
3）所架设临时线路条件具备，且供电方愿意协商或无偿提供临时线路；
4）做好移动变电站的接地措施，防止雷击。
2、设备条件
1）10KV或35KV整体变电站一座，能整体吊装或拖拉，摆放在配电房后侧10米远处；
2）变电站要有良好的接地装置，接地电阻小于4欧姆，接地线满足接地短路电流需要，其截面不小于35mm2铜导线；
3）按国家供用电规程标准，临时施工用电标准进行安装。在投入运行前按电气工程标准进行电器实验，使用中严格按电工操作规程进行操作；
4）变压器总装后，于投入运行前应经过如下试验：测量绝缘电阻、测量直流电阻，以上电阻值要达到要求；
5）变电站具备完善的高低压保护装置，能与上级线路保护配合，低压具备动态滤波及无工补偿功能；
6）高压低压临时电缆足量，满足临时架设要求。
3、人员条件
1）要有具备电力专业知识人员进行安装维护及管理；
2）需要有关电力部门人员的大力支持与合作；
3）需要有关部门领导的支持与帮助。
三、节能效果及分析
此技术不但可以节油，还可以节约设备维修费用和设备正常的三滤及机油等消耗费用。以70168队施工徐深23-平1井为例进行分析：
1）节约成品油
井号：徐深23-平1，钻井进尺5048米，建井周期340天，耗油278.41吨，金额：203.27万元；全井耗电金额：382.08万元（含搭线施工费用95.75万元），按2011年成品油平均单价7301.16元/吨折算成品油523.31吨；徐深23-平1井耗油278.41吨加上搭电折成油523.31吨，共计消耗成品油801.72吨，金额：585.35万元；电动化钻机应用工业电网技术钻机台月耗油为2.36吨/天；不应用搭接工业电网技术钻机实际耗油1335.55吨，金额：975.11万元，钻机台月耗油为3.93吨/天，应用工业电网技术钻机与实际钻机耗油相比，单井钻机台月耗油节约1.57吨/天，全井节约成品油533.80吨，节约资金389.74万元。
2）节约润滑油、滤芯及设备运转折旧
钻机运转周期340天，共计8160小时，按柴油机正常每500小时保养一次计算：需机油16桶，单价：5000元/桶，价值：8万元；机油滤芯16只，单价：800元/只，价值：1.28万元；柴油滤芯、空气滤芯按柴油机正常每1000小时更换计算：需柴油滤芯8只，单价：300元/只，价值：0.24万元；空气滤芯8只，单价：1000元/只，价值：0.80万元。设备运转磨损按柴油机价值300万元正常使用年限8年计算：单台年磨损费37.5万元×（340÷365）天=34.93万元。节约润滑油16桶，金额：8万元；节约滤芯32只，金额：2.32万元；节约设备折旧费34.93万元；合计节约资金45.25万元。
3）节约油料运费：节约油料运输费，按局内关联交易价格每5吨854元，共计：9.12万元。
徐深23-平1井电动化钻机利用工业电网技术共计节约资金444.11万元。
四、结论
深井钻机利用工业电网节能技术，在实际应用过程中不断进行修正不足，使技术更加成熟，能够满足深井钻井各种工况需要，在国内同行业中处于领先地位。此技术可以节约油料消耗降低成本；减少设备日常维护、成品油运输费用；改善工作环境，降低噪音，减少排放，促进环保；具有较好的经济效益和社会效益。此技术具有广阔的应用空间和发展前景。
[关键词]油改电 节能增效
中图分类号：TE922 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0003-01
随着大庆油田深井勘探、开发的不断深入，深井钻机不断增加，此类钻机油料消耗一直居高不下，能源消耗占钻井总成本的比重越来越大，为此进行了深井钻机“油改电”，进一步完善了深井钻机利用工业电网节能配套措施；此方法在国内同行业中处于领先地位，具有较好的经济效益和社会效益。
一、“油改电”节能措施方案及选用原则
1、电动钻机发电机组实测数据分析
我们对公司的50D钻机使用柴油发电机组供电的50109钻井队进行跟踪测试，钻机随井深不同，功率消耗变化而采集的数据证明，一开功率消耗较小，可用一台发电机；在进行技套大井径钻进时，功率消耗最大，功率在1200—1300KW左右，电流在2400—2600A左右，启动一台发电机组不能满足钻机功率的需要，开2台发电机组又有大量的剩余功率，从而造成能源上的浪费和损失。这期间是负荷高峰期，我们对柴油发电机的电流进行测試可以有力的证明所采用变压器的容量。
2、变压器容量测算依据
根据上述实测据分析，初步确定采用工业电网覆盖的50D钻机进行配套，为能满足50D钻机设备用电容量，其选配依据从功率上入手，P=UI =1.732×0.6×2600=2702（kw），考虑钻机钻机复杂等情况，负荷还有可能增加，最后确定变压器容量为3150KVA（国标）一台，其型号为S9-M-3150/10，电压10KV±5%/0.6KV。高压侧电压10KV，低压侧电压0.6KV做为电网驱动电动钻机的电源主变压器。
3、工业电网驱动配套方案设计
根据上述实测据分析，同时考虑钻井施工，一般正常工序占大部分时间，如果超负荷进一步加大，可以启动发电机组进行供电，来满足正常的生产。同时因钻井工艺和钻井井场的实际情况，决定设计一台移动式变电站—《钻机专用ZZB-3150变电站》。
1）变电站的执行标准
经过多方查阅，认为《钻机专用ZZB-3150变电站》要执行SD320-1992《箱式变电站技术条件》和GB/T17467-1997《高压/低压预装式变电站》标准。变电站采用高低压和变压器为一体的爬犁式箱式站。
2）变电站的规格和型号（表1）
3）变电站技术要求：
（1）钻机专用ZZB-3150变电站采用单电源进线
（2）高压进线柜、出线柜要有明显断开点，出线开关要选用真空开关。
（3）钻机专用ZZB-3150变电站使用S9-M系列节能型变压器一台，技术参数为：S9-M-3150/10 3150KVA 10KV±5%/0.60KV Y，YNO
（4）高、低压室房体采用复合彩板及钢构架结构，整体结构要加强以适应该设备经常搬迁的特性，照明安装自动开关，门开灯亮，并考虑通风系统，低压室房体要有强排风。
（5）高压进线与低压总出线均要设计在房体上方，低压总出线要为用户考虑使用上的方便性，强度要特殊加固。
（6）钻机专用ZZB-3150变电站的计量采用高压计量。
（7）变压器与整体要能装能拆并有与整体固定装置。
（8）站电站要有明显的安全标识及带电警示标识。
4、深井钻机利用工业电网节能技术选用原则
深井钻机利用工业电网节能技术是深井钻机节能技术的革命，具有安全、实用、经济等特点，具有柴油机驱动钻机钻井无法比拟的优势。其选用原则是：
1）深井钻机要求是电动化钻机；
2）井场附近要求有0.6KV以上电力线路；
3）钻井周期要求在一个月以上；
4）搭接电力等费用必须小于单井节余成本；
5）无论各种工况都要保证满足提供600V电力。
二、深井钻机利用工业电网节能技术应用条件
1、现场条件
1）现场附近有0.6KV、10KV或35KV线路经过；
2）原有线路预留容量满足井场用电量需求；
3）所架设临时线路条件具备，且供电方愿意协商或无偿提供临时线路；
4）做好移动变电站的接地措施，防止雷击。
2、设备条件
1）10KV或35KV整体变电站一座，能整体吊装或拖拉，摆放在配电房后侧10米远处；
2）变电站要有良好的接地装置，接地电阻小于4欧姆，接地线满足接地短路电流需要，其截面不小于35mm2铜导线；
3）按国家供用电规程标准，临时施工用电标准进行安装。在投入运行前按电气工程标准进行电器实验，使用中严格按电工操作规程进行操作；
4）变压器总装后，于投入运行前应经过如下试验：测量绝缘电阻、测量直流电阻，以上电阻值要达到要求；
5）变电站具备完善的高低压保护装置，能与上级线路保护配合，低压具备动态滤波及无工补偿功能；
6）高压低压临时电缆足量，满足临时架设要求。
3、人员条件
1）要有具备电力专业知识人员进行安装维护及管理；
2）需要有关电力部门人员的大力支持与合作；
3）需要有关部门领导的支持与帮助。
三、节能效果及分析
此技术不但可以节油，还可以节约设备维修费用和设备正常的三滤及机油等消耗费用。以70168队施工徐深23-平1井为例进行分析：
1）节约成品油
井号：徐深23-平1，钻井进尺5048米，建井周期340天，耗油278.41吨，金额：203.27万元；全井耗电金额：382.08万元（含搭线施工费用95.75万元），按2011年成品油平均单价7301.16元/吨折算成品油523.31吨；徐深23-平1井耗油278.41吨加上搭电折成油523.31吨，共计消耗成品油801.72吨，金额：585.35万元；电动化钻机应用工业电网技术钻机台月耗油为2.36吨/天；不应用搭接工业电网技术钻机实际耗油1335.55吨，金额：975.11万元，钻机台月耗油为3.93吨/天，应用工业电网技术钻机与实际钻机耗油相比，单井钻机台月耗油节约1.57吨/天，全井节约成品油533.80吨，节约资金389.74万元。
2）节约润滑油、滤芯及设备运转折旧
钻机运转周期340天，共计8160小时，按柴油机正常每500小时保养一次计算：需机油16桶，单价：5000元/桶，价值：8万元；机油滤芯16只，单价：800元/只，价值：1.28万元；柴油滤芯、空气滤芯按柴油机正常每1000小时更换计算：需柴油滤芯8只，单价：300元/只，价值：0.24万元；空气滤芯8只，单价：1000元/只，价值：0.80万元。设备运转磨损按柴油机价值300万元正常使用年限8年计算：单台年磨损费37.5万元×（340÷365）天=34.93万元。节约润滑油16桶，金额：8万元；节约滤芯32只，金额：2.32万元；节约设备折旧费34.93万元；合计节约资金45.25万元。
3）节约油料运费：节约油料运输费，按局内关联交易价格每5吨854元，共计：9.12万元。
徐深23-平1井电动化钻机利用工业电网技术共计节约资金444.11万元。
四、结论
深井钻机利用工业电网节能技术，在实际应用过程中不断进行修正不足，使技术更加成熟，能够满足深井钻井各种工况需要，在国内同行业中处于领先地位。此技术可以节约油料消耗降低成本；减少设备日常维护、成品油运输费用；改善工作环境，降低噪音，减少排放，促进环保；具有较好的经济效益和社会效益。此技术具有广阔的应用空间和发展前景。