李軼鵬，范亞民，李小勇

（1.渤海石油裝備中成裝備制造公司，天津300280；2.寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司，陜西寶雞721002；3.西安特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院，西安710068） ①

鉆機(jī)發(fā)電機(jī)房幾項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用

李軼鵬1，范亞民2，李小勇3

（1.渤海石油裝備中成裝備制造公司，天津300280；2.寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司，陜西寶雞721002；3.西安特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院，西安710068）①

石油鉆機(jī)原有的發(fā)電機(jī)組已不能較好地適應(yīng)現(xiàn)有鉆井工程施工及井隊(duì)配套生活對(duì)用電量的需求。分析了整體式發(fā)電機(jī)房的組成；設(shè)計(jì)分析了雙渠道燃料供回系統(tǒng)、煙道滅火裝置、排污系統(tǒng)及相關(guān)系統(tǒng)，有效地提高了整體式發(fā)電機(jī)房整體性能，更好地滿(mǎn)足了鉆井現(xiàn)場(chǎng)的使用，同時(shí)獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)電機(jī)房；燃料供回系統(tǒng)；煙道滅火裝置；排污系統(tǒng)

隨著油田對(duì)節(jié)能減排及環(huán)保的要求越來(lái)越高，石油鉆機(jī)原有發(fā)電機(jī)組已不能很好地適應(yīng)鉆機(jī)及井隊(duì)配套生活及工程設(shè)施的需求。筆者根據(jù)用戶(hù)和環(huán)保的要求，以7 000m鉆機(jī)所配發(fā)電機(jī)房為例，設(shè)計(jì)了雙渠道燃料供回系統(tǒng)、煙道滅火裝置、排污系統(tǒng)及相關(guān)系統(tǒng)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用，達(dá)到了目的和要求，可為同行提供參考。

1 發(fā)電機(jī)房組成分析

7 000m發(fā)電機(jī)房通常由4棟主發(fā)電房和1棟輔發(fā)電房組成，每棟?rùn)C(jī)房均有燃料供回管線、氣路管線、照明電路和排污系統(tǒng)，機(jī)房之間的線路要連在一起，同時(shí)要求占用空間小、可移動(dòng)性強(qiáng)、拆裝方便。這5棟發(fā)電房要有機(jī)地結(jié)合為統(tǒng)一的動(dòng)力井場(chǎng)發(fā)電模塊，以適應(yīng)于鉆井現(xiàn)場(chǎng)惡劣的作業(yè)工況［1］。

2 雙渠道燃油供回系統(tǒng)

2.1 組成

發(fā)電機(jī)房雙渠道燃料供回系統(tǒng)主要由柴油供油和回油2部分組成。柴油的供回油又分為2種方式，如圖1所示。

1） 供回油均由發(fā)電房?jī)?nèi)的小柴油罐（日油罐）提供和回收，發(fā)電房外的高架油罐只負(fù)責(zé)給發(fā)電房?jī)?nèi)的小柴油罐供油，供滿(mǎn)后自動(dòng)停供（如圖1所示打開(kāi)閥門(mén)3和4，關(guān)閉閥門(mén)1和2）。

2） 供回油均由發(fā)電房外井場(chǎng)上的高架油罐提供和回收，而不經(jīng)過(guò)發(fā)電房?jī)?nèi)的小柴油罐（如圖1所示打開(kāi)閥門(mén)1和2，關(guān)閉閥門(mén)3和4）。

圖1 雙渠道燃油供回系統(tǒng)原理

2.2 管路設(shè)計(jì)

發(fā)電機(jī)房的管路設(shè)計(jì)如圖2，主要是由1條總供油和1條總回油組成?？偣┯团c發(fā)電機(jī)房?jī)?nèi)小柴油罐相連接，由連接在總供油管路和柴油罐之間的磁力驅(qū)動(dòng)泵控制供油管路與柴油罐之間柴油的補(bǔ)給。再由它們之間管路上的閥門(mén)控制柴油罐是否為供油的主體?？偣┯凸芫€在3號(hào)發(fā)電機(jī)房?jī)?nèi)變徑分支，供給各主輔發(fā)電機(jī)。由于輔發(fā)電機(jī)房不回油，所以只有主發(fā)電機(jī)將4路回油管線回到3號(hào)發(fā)電機(jī)房?jī)?nèi)的總回油管線上。3號(hào)發(fā)電機(jī)房?jī)?nèi)的小柴油罐為不銹鋼油罐，體積4m3。主供回油管線均為?50.8mm（2英寸）主管線，柴油發(fā)電機(jī)組的供油管線?25.4mm（1英寸），回油管線?22mm（3／4英寸）。供回油可均由發(fā)電房?jī)?nèi)的小柴油罐（日油罐）提供和回收，也可由發(fā)電房外井場(chǎng)上的高架油罐直接提供和回收。由主管線向柴油發(fā)電機(jī)組的供回管線均采用耐油耐壓的軟管線連接，拆卸維修方便，解決了以往無(wú)縫鋼管之間的接頭處一旦漏油無(wú)法更換的問(wèn)題。

其余主管線均采用無(wú)縫鋼管，便于與井場(chǎng)上柴油罐線的連接［2］。

圖2 發(fā)電機(jī)房管路布置

2.3 小柴油罐（日油罐）設(shè)計(jì)

小柴油罐的材料為不銹鋼，罐上配有自動(dòng)液位開(kāi)關(guān)、磁懸浮雙色液位計(jì)、防火帽、上吊板和柴油罐固定件、柴油罐放空等裝置和構(gòu)件。其主要作用是：

1） 井場(chǎng)上高架油罐里的來(lái)油經(jīng)小柴油罐起沉淀凈化作用，提高柴油的利用率。

2） 井場(chǎng)上高架油罐里的柴油供給不足時(shí)，小柴油罐可以作為一個(gè)儲(chǔ)備罐提供燃料給發(fā)電機(jī)組，確保發(fā)電機(jī)組正常使用。

3） 可以對(duì)發(fā)電機(jī)組的回油進(jìn)行冷卻。

按小柴油罐液位控制器上、下液位限位之間的柴油量能供1臺(tái)發(fā)電機(jī)組工作10h計(jì)算，柴油罐上、下液位之間的體積為3.06m3，最后確定為4 m3，自動(dòng)液位控制器的上、下限位高度差為1.5m。

2.4 小柴油罐自動(dòng)供油裝置

小柴油罐上裝有液位計(jì)和自動(dòng)液位控制開(kāi)關(guān)。自動(dòng)液位控制開(kāi)關(guān)設(shè)有上、下液位限位。當(dāng)柴油罐里的柴油達(dá)到設(shè)定的上限位時(shí)，自動(dòng)液位開(kāi)關(guān)會(huì)控制與其相連的磁力驅(qū)動(dòng)泵停泵，使總供油管路停止向柴油罐里供油。當(dāng)柴油罐內(nèi)的柴油液面降低至設(shè)定的下限位時(shí)，自動(dòng)液位控制開(kāi)關(guān)又控制開(kāi)啟磁力驅(qū)動(dòng)泵，經(jīng)磁力泵使柴油總供油管路中的柴油能順利向小柴油罐內(nèi)供油，以滿(mǎn)足小柴油罐的供油需求。使用小柴油罐供油時(shí)，關(guān)閉總供油閥門(mén)。其控制原理圖如3所示。

圖3 柴油罐自動(dòng)供油控制原理

當(dāng)小柴油罐內(nèi)的柴油液面到達(dá)設(shè)定的下限位時(shí)，自動(dòng)液位控制器開(kāi)動(dòng)觸點(diǎn)閉合，將信號(hào)傳給交流接觸器，控制交流接觸器主觸點(diǎn)閉合從而控制柴油泵開(kāi)啟；當(dāng)小柴油罐內(nèi)的柴油液面到達(dá)設(shè)定的上限位時(shí)，自動(dòng)液位控制器停止觸點(diǎn)斷開(kāi)，將信號(hào)傳給交流接觸器，控制交流接觸器主觸點(diǎn)斷開(kāi)從而控制磁力泵停止工作。

2 煙道滅火裝置

為了適應(yīng)鉆井現(xiàn)場(chǎng)井控的需要，進(jìn)一步提高鉆井隊(duì)生產(chǎn)作業(yè)的安全性，在發(fā)電機(jī)房煙道口處增設(shè)煙道滅火裝置，可以熄滅煙道口處產(chǎn)生的火花。發(fā)電機(jī)房的煙道滅火裝置主要由水管線和噴頭式滅火裝置組成，如圖4所示。

圖4 煙道滅火裝置

井場(chǎng)來(lái)水通過(guò)軟管線輸送到上面由?12.7mm（1／2英寸）細(xì)管線做的上水管線上，水經(jīng)上水管線直接輸送到煙囪內(nèi)的噴淋器噴頭上，達(dá)到滅掉煙囪內(nèi)火苗的目的；下面?38.1mm（1英寸）的出水管線從煙囪底部通過(guò)軟管連接到回水主管線上，用于排水。供回水主管線均通過(guò)管座固定在房頂上，發(fā)電機(jī)房各水管之間用軟管連接。

噴淋器上出水孔的分布如圖5所示，此種布孔方式可以使噴淋器的噴淋面積覆蓋整個(gè)煙囪內(nèi)壁，達(dá)到噴淋效果的最大化和最優(yōu)化。噴淋裝置具有熄滅煙囪內(nèi)火花的作用，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

圖5 噴淋區(qū)域示意圖

4 排污系統(tǒng)

整體式發(fā)電房的排污系統(tǒng)主要由機(jī)油排污、水箱排污和廢氣排放3部分組成，如圖6。

圖6 整體式發(fā)電房排污系統(tǒng)

4.1 機(jī)油排污

廢機(jī)油的排放方式分為普通排放和強(qiáng)制排放。

1） 普通排放 將5臺(tái)發(fā)電機(jī)的排廢機(jī)油口用軟管線連接，并匯到1根總管上，機(jī)油由主管排放到指定的容器中。

2） 強(qiáng)制排放 冬季寒冷的惡劣工況往往造成機(jī)油發(fā)稠，不能直接排放出去。在原有機(jī)油排出主管線上設(shè)計(jì)了1條支管，支管上連接齒輪泵，采用強(qiáng)排方式時(shí)，關(guān)閉機(jī)油總管線出口的閥門(mén)，打開(kāi)支管齒輪泵，由齒輪泵實(shí)現(xiàn)強(qiáng)排。

4.2 水箱的排污

水箱采取直接排污的方式，將廢水排放管線直接引到發(fā)電房外的指定容器中。

4.3 廢氣的排放

圖7 廢氣渣收集排放裝置

廢氣的排放包括廢氣和廢氣渣共同排放，如圖7。廢氣通過(guò)鋼管從房頂排放到房外，排氣管頂部安裝有防雨帽。廢氣渣收集排放裝置省掉了以往的大量管線，減少了工作量，使用戶(hù)可以方便、快捷、高效地收集清理廢氣渣。

5 結(jié)論

1） 雙渠道燃料供回系統(tǒng)解決了單純采用高架油罐帶來(lái)的不足，確保給發(fā)電機(jī)組正常供油，設(shè)計(jì)了小柴油罐既可作為一個(gè)儲(chǔ)備罐提供燃料給發(fā)電機(jī)組；又可對(duì)發(fā)電機(jī)組的回油進(jìn)行冷卻。

2） 在發(fā)電機(jī)房排氣煙道口處設(shè)計(jì)了煙道滅火裝置，可以熄滅煙道口處產(chǎn)生的火花，提高了鉆井隊(duì)生產(chǎn)作業(yè)的安全性。

3） 合理設(shè)計(jì)了廢油、廢水、廢氣管路，節(jié)能減排，符合環(huán)保要求。

［1］ 稅理中.江蘇油田鉆機(jī)網(wǎng)電拖動(dòng)技術(shù)改造［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2011，40（6）：94－97.

［2］ 李克寧.新型鉆井柴油機(jī)供油裝置設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2010，39（2）：90－92.

1001－3482（2012）01－0091－04

TE922

B

2011－09－23

李軼鵬（1984－），男，天津人，工程師，2006年畢業(yè)于江漢石油學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，主要從事石油鉆井裝備研制工作，E－mail：liyipeng＿cc＠126.com。