潘濤（中國石化中原石油工程有限公司）

以柴油動力為主的鉆井生產(chǎn)方式已不能滿足當(dāng)前國家大力推行節(jié)能減排、綠色低碳的形勢要求。隨著電力技術(shù)的快速發(fā)展和電動控制自動化水平的不斷提高，由電能作為動力源驅(qū)動鉆機，解決了鉆井工程中單純依靠柴油作為鉆井動力燃料所帶來的高成本、環(huán)境污染等問題。目前網(wǎng)電鉆機技術(shù)已完全成熟[1-4]，應(yīng)用也越來越普遍。因此，鉆井生產(chǎn)動力系統(tǒng)網(wǎng)電技術(shù)的推廣，對石油工程創(chuàng)造經(jīng)濟效益和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要的意義。

1 文23儲氣庫概況

華北地區(qū)目前已建有中國石油大港、華北和中國石化文96儲氣庫，總工作氣量約24×108m3/a。隨著市場供應(yīng)量的日益加大，區(qū)域內(nèi)調(diào)峰缺口巨大，矛盾日益突出。

地下儲氣庫具有容量大、儲氣壓力高、占地面積小、受氣候影響小、經(jīng)濟、安全可靠性高等優(yōu)勢，是目前國際上天然氣季節(jié)調(diào)峰的主要手段。

文23儲氣庫地處河南省濮陽市境內(nèi)，地理位置優(yōu)越，文23氣田天然氣地質(zhì)儲量132.79×108m3，具有氣藏發(fā)育穩(wěn)定、封閉性好等特點。儲氣庫建成后，將成為我國規(guī)模最大的天然氣儲轉(zhuǎn)中心，可覆蓋整個華北市場，對緩解天然氣供需矛盾、保證供氣安全、改善大氣環(huán)境、提高國民生活質(zhì)量具有重大意義。

2 網(wǎng)電技術(shù)應(yīng)用

2.1 網(wǎng)電鉆機優(yōu)勢

1）降低噪音。應(yīng)用網(wǎng)電可以極大的降低柴油機或柴油發(fā)電機運行時產(chǎn)生的噪音，改善鉆井工人的作業(yè)環(huán)境，保護員工職業(yè)健康。

2）減少排放。柴油機燃燒柴油排出的廢氣中含有大量的一氧化碳、氮氧化合物、碳氫化合物以及顆粒物，是主要的大氣污染物，使用網(wǎng)電可以極大的減少廢氣的排放，保護環(huán)境。

3）節(jié)約成本。相比使用柴油機組動力驅(qū)動，網(wǎng)電鉆機成本更低，可節(jié)約大量成本開支。

4）減小傷害。通過降低噪聲和減少柴油機組設(shè)備維護量，進一步降低員工勞動強度和減少職業(yè)傷害。

2.2 網(wǎng)電設(shè)備

中原油田文23氣田1988年開始產(chǎn)能建設(shè)，地面工業(yè)網(wǎng)電設(shè)施配套完善，具備網(wǎng)電鉆機應(yīng)用的優(yōu)勢。

目前參與文23儲氣庫一期建設(shè)施工的3個鉆井公司14部鉆機，根據(jù)鉆井類型，優(yōu)選配套14臺網(wǎng)電設(shè)備投入生產(chǎn)運行。其中：鉆井一公司1臺JL、2臺JLB，鉆井二公司5臺JL、2臺JLB，鉆井三公司1部JL、3部JLB。（JL-定頻網(wǎng)電設(shè)備，JLB-變頻網(wǎng)電設(shè)備）。

2.3 應(yīng)用效果

通過對參與鉆井施工的鉆井一公司2支井隊、鉆井二公司6支鉆井隊、鉆井三公司1支井隊的網(wǎng)電應(yīng)用情況進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，結(jié)果見表1。

由表1看出，在同等進尺條件下，3個鉆井公司的單井周期和臺月能耗差別較大，但單井能耗和單米能耗差別不大，單井費用成本相近。經(jīng)調(diào)查分析，為確保文23儲氣庫一期建設(shè)順利，在先期開鉆的井隊，參照設(shè)計方案，有針對性的開展技術(shù)攻關(guān)和工程試驗以及等非標套管等原因，導(dǎo)致隊伍停等時間較長，造成單井周期長、臺月能耗大。

表1 單井網(wǎng)電使用情況統(tǒng)計

根據(jù)表1中各鉆井公司施工鉆井隊網(wǎng)電應(yīng)用情況，選取同在中原地區(qū)使用柴油機組鉆井施工的1部50LDB鉆機單井能耗進行對比，結(jié)果見表2。

表2 網(wǎng)電與柴油機組單井能耗對比

3 效益分析

3.1 網(wǎng)電架設(shè)投入

為滿足文23儲氣庫建設(shè)需要，進一步降低能源成本，中原石油工程公司對鉆井網(wǎng)電能源服務(wù)項目進行公開招標，負責(zé)文23儲氣庫網(wǎng)電工程架設(shè)、調(diào)試、維護機拆除回收等工作，費用總包干價1430萬元。

3.2 直接效益

截至2017年10月，文23儲氣庫一期建設(shè)已交井11口。通過網(wǎng)電鉆機應(yīng)用，累計耗電量813.01×104kWh，累計替代成品油2 530.99 t，減少能耗1 513.38 t（標煤），節(jié)約成本197.78萬元。

按照文23儲氣庫一期方案建設(shè)規(guī)劃，8個平臺66口井計算：累計替代成品油約1.52×104t；累計減少能耗約0.9×104t（標煤）；累計節(jié)約成本約1643萬元。

3.3 間接效益

1）清潔生產(chǎn)。柴油機驅(qū)動會產(chǎn)生高分貝的噪聲，聲強可達109 dB，改為網(wǎng)電驅(qū)動后，工作噪音1 m內(nèi)實測56.9 dB左右，噪聲明顯減少，符合國際環(huán)保標準。由于驅(qū)動方式的改變，避免了柴油燃燒導(dǎo)致廢氣污染物的排放，基本實現(xiàn)了零排放，保護環(huán)境。

2）安全可靠。一是高壓柜有安全程序鎖，系統(tǒng)帶電狀態(tài)下，前后柜門無法打開；二是高壓出線柜隔離開關(guān)和高壓真空斷路器具有聯(lián)鎖保護功能，有載工況下，如操作隔離開關(guān)，高壓真空斷路器會先行眺閘；三是完善的數(shù)字變壓器保護系統(tǒng)，可實現(xiàn)高壓系統(tǒng)的速斷、過流、過負荷跳間保護，實現(xiàn)變壓器的超溫報警；四是動態(tài)諧波抑制和無功補經(jīng)裝置，可以保證供配電系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運行，消除諧波對電力設(shè)備及在用設(shè)備的損害；五是網(wǎng)電系繞與備用的柴油發(fā)電系統(tǒng)之間具有聯(lián)鎖保護功能，彼此可平滑切換。

4 結(jié)語

1）文23儲氣庫一期項目實施66口新鉆井，8個平臺14部鉆機應(yīng)用網(wǎng)電設(shè)備，可累計替代成品油1.52×104t，減少能耗0.9×104t（標煤），節(jié)約資金1643萬元。

2）工業(yè)高壓電網(wǎng)引入鉆井工程作業(yè)，用電網(wǎng)供電替代傳統(tǒng)的柴油動力，具有鉆井現(xiàn)場的清潔生產(chǎn)、機電設(shè)備的安全可靠、員工操作的強度降低等優(yōu)勢。

3）石油鉆井工程服務(wù)應(yīng)大力提倡網(wǎng)電鉆機應(yīng)用技術(shù)，有效降低鉆井施工作業(yè)過程中的成本消耗，提高工程經(jīng)濟效益。

參考文獻：

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