石油钻井生产中电气设备的节能方法分析
魏凯 黄宇翔 杨德刚
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魏凯 黄宇翔 杨德刚 ,. 石油钻井生产中电气设备的节能方法分析[J]. 中国石油工业,20221. DOI:10.12721/ccn.2022.157110.
摘要: 石油钻井平台所有的电器设备的节能主要集中在能量供应的设备中,而要想将能量供应设备改造成既可以满足工程项目需要并且降低能耗的设备,那么就需要使用新的技术,并且还需要大胆地使用新技术。只有将新技术使用于石油钻井平台,那么其节能效果才会更明显。
关键词: 钻井;生产;电气设备;节能
DOI:10.12721/ccn.2022.157110
基金资助:

随着时代的不断进步,所面对的能源与环境危机也是日益紧迫,节能已成为人类共同关注和追求的话题。石油作为不可再生资源,随着不断开采,石油资源也是日益缺乏,这就使得油价在不断增长。而我国是一个能源消耗大国,石油作为能源的一种,在我国能源结构中占有很大的比例。油价的不断增长,严重刺激了我国的石油企业,这就要求石油企业在发展过程中应做到与国际接轨,不断革新石油钻井生产技术,石油钻井生产中的生产技术与设备应达到国际生产标准,还应采取有效措施提高石油钻井生产中设备的利用率,以此达到石油企业节能的目标。而在石油钻井生产中,其使用的电气设备也较多,电气资源的耗费量极大,因此,采取科学有效的措施来提高石油钻井生产中电气设备的利用率,降低石油钻井生产中电气设备的能耗,最终实现石油钻井生产中电气设备节能的目的。石油钻井生产中电气设备节能方法与建议如下。

1、 提高电气设备功率因数

石油钻井生产中电气设备的功率因数直接关系着其使用效率,而通过研究提高电气设备功率因数的方法有多种,因此,选择科学、有效的方法提高电气设备功率因数非常重要。提高电气设备功率因数的方法包括:感性负载两端并联电容器、选用正确的电动机容量、减少轻载、减少空载等。以下就感性负载两端并联电容器的方法进行简单概述。

1.1 感性负载两端安插并联电容器的方法

采用感性负载两端安插并联电容器的方法主要就是补偿电气设备中的无功功率。其作用原理通过举例说明:负载端电压为U,没有与电容器并联时,感性负载电流为I1,与电容器并联时感性负载电流不变,线路上电流变为I0,感性负载两端并联电容,能够减小电压和电流间的相位差,同时线路上的部分电流也会减少并进行能量转换,这样就降低了电源的负担,提高了电源设备容量的利用率。

1.2 改变电动机绕组接线方式的节电线路

电动机是石油钻井生产中的重要电气设备之一,电动机经常轻负载或者重负载交替运行,不仅能耗大,效率及功率因数也较低。在不工作时,若是电动机高负载率运行,那么和空载运行一样,为了降低能耗,在不工作时采取将电动机绕组的三角形接线转变成Y 字型接线的方法,等到进入工作状态时再将电动机绕组接线转变回原样,即又将Y 字型接线转变为三角形接线,通过这样的方法能够有效降低能耗,节约电能。

2 选用合适的钻井设备

2.1 调整钻井设备中原动机的参数和功率

根据石油钻井生产过程中的实际情况,对井设备中原动机的参数和功率进行调整。在石油钻井生产中,应精确计算出石油钻井生产中各种施工工艺的功率,以此为依据,对原动机的参数进行合理优化,从而提高原动机的运行效率,实现经济效益最大化目标。为了避免资源浪费,还应对原动机的数量进行优化配置,不能盲目增加或减少原动机数量。

2.2 做好电气设备的维护工作

在石油钻井生产过程中,电气设备的不断运行难免会产生损伤,一旦出现损伤就容易造成电气设备故障,使得电气设备资源被浪费。所以,做好电气设备维护工作,及时对电气设备进行维护非常必要。此外,还应预防性维修的措施,以便保证电气设备的正常运作,进一步提高电气设备运作的可靠性、安全性。通过采取对电气设备进行预防性维修的措施,能够有效降低石油钻井生产中的故障率,提高石油钻井的经济效益。

2.3 使用高功率设备

传统的石油钻井设备其节能设备主要是变速箱,这使得传统的石油钻井设备的功效效率不高,并且故障率很高,当然随着科技的不断进步,变速箱的节能技术也得到的很大的改善,并且还出现了新的设备将传统的设备给取代了。比如说链条并车驱动的钻机,其主要是将一些高性能的零部件直接和钻井设备进行了融合,进而减轻了东西装置柴油机的负载,增加了工作进程,进而提高生产效率。钻井设备虽然是个重型设备,但是在高速运转的情况下其也会出现很多的问题,比如说不规律的颤动等,对于钻井设备的寿命会产生很多的影响,因此一定要使用高功率并且节能型十分强的设备,不但可以增加钻井设备的工作效率,而且还降低了能耗。

2.4 使用节能发电机

石油钻井的工作需要的时间周期比较长,而且在运行的过程中需要尽量地不停工,因此为了保障整个系统的正常、持续运转就需要在钻井附近配备大型发电机,以维持钻井平台在动力不足之后继续工作 。目前我国的钻井团队使用的一般都是八百千瓦的节能发电机,和普通的发电机相比起消耗的能源少,并且还可以提供更强劲的动力,可谓是石油钻井设备中对节能贡献最大的一个设备。

3 不断研发新技术与新工艺并应用其中

科学技术的进步,促使石油钻井生产技术和工艺也在不断革新,将最新的生产技术和生产工艺应用于石油钻井生产中,能够合理优化配置石油钻井生产中的各类资源,提高石油钻井生产效率,实现石油钻井生产经济效益最大化的目标。举例说明:以往石油钻井生产中的链条并车驱动钻机设备已经被液力偶合器取取代,提高了石油钻井生产的效率,能够有效降低原动机周期性扭动弊端的出现率,增加电气设备的使用寿命,给石油企业节约了一笔不菲的维修资金。

4 提高电气设备人员设备操作水平

石油钻井生产中的电气设备操作人员,是操控石油钻井生产电气设备的关键,其操作水平将直接影响石油钻井生产电气设备的安全性、可靠性以及工作效率。因此,必须加强对电气设备操作人员进行培训,提高电气设备操作人员的操作水平与综合素质,并要求电气设备操作人员严格按照电气设备操作规章制度以及相关要求进行操作,从而提高石油钻井生产电气设备的安全性、可靠性以及工作效率,降低风险的发生率,实现石油钻井生产中电气设备节能的目标,为石油企业带来更好的经济效益。

电气设备的使用在整个石油钻井生产的过程中,是能够为节能起到最大作用的一个环节,因此,对于电气设备的节能是大势所趋,也是义不容辞的责任。在整个石油钻井的生产过程中,对电气设备进行不断地调整和创新,在每一个细枝末节的细微地方对电气设备进行仔细的调控,才能在小处成就大事业。

参考文献

[1]林志艺.电气节能技术与电力新能源的发展应用[J].电子元器件与信息技术,2018(09):86-88.

[2]毛燕,田霞.电气工程自动化及其节能设计探究[J].工程技术研究,2017(11):197-198.