浅谈海洋平台节能措施

陈学辉

中国石化集团胜利石油管理局 海洋钻井公司 （山东 东营 257055）

浅谈海洋平台节能措施

陈学辉

中国石化集团胜利石油管理局 海洋钻井公司 （山东 东营 257055）

针对影响海洋平台节能降耗的因素进行了分析，提出了应用节能技术,实施技术改造以及加强节能管理的海洋平台节能措施。

节能措施 海洋平台 石油装备

海洋平台是海洋石油勘探开发的重要装备，随着海洋油气田开发的快速发展，越来越多的海洋平台投产使用。与陆地钻井相比，海洋平台具有装机功率大、用电设备多、钻井成本高等特点，节能潜力很大。因此,在钻井市场竞争日益激烈的背景下，如何把节能与生产相结合，广泛采用节能措施提高经济效益，已成为海洋平台所面临的严峻课题。

1 影响海洋平台节能的因素

1.1 设计及技术因素

鉴于建造时期的设计及技术水平限制，对某些海洋平台特别是老龄海洋平台，其系统设计及设备配置一般相对落后，耗能较大，从客观上增加了开展节能降耗工作的难度。

1.2 费用及工期因素

随着钻井装备配套技术的发展，一批节能技术及设备已在新建海洋平台得到应用，并取得良好的经济效益。但对大部分老龄平台，这些技术及设备的应用需要进行技术和设备改造，其费用约在几百万元左右，改造工期需要数月。费用高，工期长限制了节能技术及设备在海洋平台上的广泛应用。

1.3 机制及人员因素

由于受计划经济及传统钻井企业管理方式影响，海洋平台能源管理机制上还存在吃大锅饭现象,耗能设备的定额不合理或考核兑现不认真,造成岗位工人节能积极性不高,使能耗指标形同虚设,未使节能制度和措施达到激励作用。另外，一些平台管理层重生产轻节能，这也是导致平台节能经济运行低的因素。

2 海洋平台节能措施

2.1 应用节能技术

2.1.1 实施优快钻井技术

海洋平台节能降耗的基本措施应该是以钻井施工节能为重点,依靠技术进步,提高钻井速度，缩短钻井周期，杜绝井下事故，降低燃油、润滑油、配件、泥浆药品等生产物质的消耗，从而达到降低钻井成本及节能降耗的目的。近年来，海洋平台开展了优快钻井技术科技攻关，并得到了广泛的应用，取得了明显的节能效果。

（1）导向钻井技术。改变传统的钻井方式,钻进作业中采用PDC钻头+动力钻具+MWD钻具组合,实现仅用一趟钻完成定向段、增斜段、降斜段和稳斜段等施工,不仅缩短了钻井周期,而且使井眼轨迹控制平滑、井径规则,达到了优质、快速钻井的目的。

（2）优选钻头技术。在实施复合导向钻井技术中,优选的高效PDC钻头适应转速变化范围大,有利于复合钻井方式钻进。一只PDC钻头可连续钻完一个6口井的丛式井组,累计进尺达6 000m左右,降低了钻头费用,减少了起下钻换钻头次数。

（3）优质泥浆技术。优选应用了正电胶和两性离子聚合物钻井液,试验表明,这两种钻井液体系的岩心渗透率恢复值均达75%以上,因此,它们具有较大的推广应用价值。

（4）无候凝固井技术。为减少固井候凝时间,隔水管和表层套管固井时，在水泥浆中混掺一定比例的早强剂,使水泥浆的候凝时间大大缩短。

（5）三高钻井技术。在海洋平台设备满足要求的前提下,实施高排量、高转速、高钻压钻井技术，充分发挥喷射钻井效率,以提高机械钻速。

通过研究、推广及应用优快钻井技术,海洋平台在探井、定向井、水平井、大位移井等高难度井大量增多的情况下,钻井速度逐年提高，建井周期缩短17.34%,取得了显著的节能降耗和经济效益。

2.1.2 采用高新机电技术

随着科技的发展，越来越成熟的机电技术在海洋平台上得到了推广，这些技术的共同特征就是安全可靠、高效节能。

（1）顶部驱动技术。顶驱钻井系统是20世纪80年代以来钻井设备发展的新技术之一，相比传统转盘驱动，它具有的突出优点是：①可节省钻井时间20%～25%；②可大大减少卡钻事故；③可控制井涌，避免井喷；④顶驱系统以28m立根钻水平井、丛式井、斜井时，不仅减少了钻柱连接时间，还减少了测量次数，容易控制井底马达的造斜方位，节省了定向钻井时间，提高了钻井效率。

（2）柴油机电喷技术。降低成本一直是钻井承包商追求的目标，而燃油费用约占柴油机总运行费用的60%～90%。由于具有性能可靠、燃油消耗及排放气体中有害物少等优点，电喷柴油机在海洋平台得到广泛应用。在电喷柴油机的电子式单体喷油器（EUI）系统中，燃油喷射压力仍然由凸轮轴通过推杆、挺杆和摇臂驱动喷油器产生，但燃油喷油定时及喷油持续时间却是由发送到喷油器上的电子信息精确控制的，其喷射时间起点和终点都可以调整。这种灵活性是十分重要的，因为最佳的喷射时间不是一个“常数”，它是根据柴油机的中冷器水温、负载及转速等状况而调整，燃油喷射过程在柴油机的整个工况变化范围内都得到了优化，因此，电喷柴油机燃油消耗率较低,具有较好的经济性。表1为CAT 3512B电喷柴油机与其他几种常用石油柴油机在额定载荷时燃油消耗率对照表。由表1可以看出，电喷柴油机具有良好的燃油经济性。

表1 燃油消耗率对照

（3）交流变频技术。海洋平台电传动系统按其驱动电机类型分为SCR直流电传动系统和交流变频传动系统。两者相比，交流变频传动系统具有的优点是：①交流变频电传动钻机可简化掉绞车、转盘内变速系统，实现无级调速，传动效率高；②交流电机没有碳刷换向器，使用安全可靠，易于操作管理，具有安全保护功能，可实现电机的免维护运行，维护费用低；③交流变频电传动系统负载功率因数高，能耗低。因此，目前新建平台大部分采用交流变频传动系统。

（4）滤波与功率补偿技术。目前，老龄海洋平台大都由SCR装置驱动钻井设备，然而大功率SCR装置会导致平台电网功率因数极低，并且含有大量高次谐波和寄生脉冲，这对平台电网产生了严重污染，导致的问题有：①发电机组效率及稳定性下降；②电缆、电动机和变压器出现异常过热；③用电设备之间相互干扰，损坏敏感的设备，引发断路器误动作，造成电容器过载或因故障而损毁；④高次谐波诱发电网谐振，损坏可控硅等元器件，严重时造成电气设备失控影响平台设备的正常运行。鉴于这些情况，平台电网有必要加装滤波与功率补偿装置，以达到改善用电电能质量、提高功率因数、降低损耗、提高平台设备运行可靠性、减少钻井设备故障率、降低生产成本的目的。

2.1.3 推广光谱分析及信息技术

随着光谱分析技术及信息技术的应用，海洋平台的节能降耗工作也取得了一定的成果。

（1）光谱分析技术。润滑油是设备的血液，钻井设备的使用寿命很大程度取决于润滑油的科学维护，同时，钻井设备的润滑油等级一般要求较高，以CAT 3516柴油机为例，其机油质量等级为CG，实际维护费用也很高。通过不断探索，在使用高品质润滑油的前提下，海洋平台加强与技术监督部门的合作，采取了定期取样化验的方法，实施油质监测，做到按质换油，实现了科学润滑与节约能源的统一。

（2）信息技术。信息技术的应用是全方位的，既有动态物资管理和网上办公，又有生产在线调度，运用现代信息技术提升海洋平台管理，可带来较好的节能效果。首先，物资是设备保养、修理的重要物质基础，同时，又是设备寿命周期费用的组成部分。储备少了，由于海上交通不便，一旦设备出现故障，修理工作就无法保证，甚至会影响生产及平台安全；储备多了，势必会占用大量资金，影响经济效益。应用计算机及网路可以实现库存在线监控，随时掌握物资库存状况，避免物资积压浪费。其次，实行网上办公系统，不仅提高办公效率，而且可节省大量的办公用品。 再者，信息技术应用在生产管理中，实现了在线生产调度，为科学高效组织生产奠定了基础。

2.2 实施技术改造

2.2.1 采用可调风扇

散热器风扇消耗的功率约占发动机总功率的1.5%～6%，并且随着发动机负荷的降低，风扇消耗的功率所占的百分比就越高。考虑到大多数情况下平台发动机处于中低负荷下运行，故可采用具有两档变速的可调风扇。当大负荷运行时，发动机冷却水温度较高，可调风扇就以高速连续运转，满足散热要求；当不钻井或负荷较小时，发动机的散热量就小，这时控制信号就驱动风扇低速转动，从而可以有效地降低风扇的功率消耗。

2.2.2 雨水回收及海水淡水

海洋平台淡水主要用于人员饮用、卫生清洁及固井作业等方面，其中，卫生清洁及固井作业用水量约占总用水量的70%。由于远离陆地，海洋平台淡水主要通过船舶运输途径补给，因此非常珍贵。近年来，为降低成本，海洋平台通过技术改造，实现了多途径获取淡水。①通过管路改造，实现飞机平台及甲板雨水回收利用；②通过安装海水淡化装置，可将海水转换为淡水，淡水产量可达50t/d。

2.3 加强节能管理

2.3.1 增强意识，全员参与

认真宣传贯彻 《中华人民共和国节约能源法》，把节能工作贯穿于海洋平台生产的各个环节，不断增强全体员工的节能意识，把节能目标和员工的切身利益联系起来，使每名员工逐渐养成自觉节约资源的良好习惯。

2.3.2 强化管理，合理操作、保养及维护设备

海洋平台设备多，耗能工况各不相同，因此，强化设备管理也是有效的节能措施。根据钻井负荷及钻井工况，确定使用发动机的台数。同时，岗位人员应平稳操作设备，禁止野蛮操作，避免发动机负荷突加突卸；及时保养维护设备，使其得到良好润滑；合理调整设备参数，减少振动及噪音的产生。

3 结束语

海洋平台节能工作始于20世纪80年代,经过多年的探索与实践,已形成了初步完善的节能体系。节能措施的推广实施，提高了海洋平台的经济效益，随着科技的发展，必将会有更多的节能措施被发现和应用。

Some factors that affect the energy conservation and consumption reduction of offshore platform are analyzed,followed by the presentation about some energy-saving measures of offshore platform like applying energy conservation technology,implementing technological reform and strengthening energy-saving management.

energy conservation measures;offshore platform;petroleum equipment

陈学辉(1970-),男,一直从事海洋钻井设备的管理与维修工作。.

路萍

2012-02-27