修井机油改电节能减排效果分析

文 / 师成灿 陈微熙 袁得芳 青海油田井下作业公司

井下作业是石油行业勘探开发工程技术服务的重要业务，截止2011年底，仅中石油拥有各类修井机2800余台，年消耗柴油10 余万t，修井费用近10亿元/a，节能减排已成为全行业保持可持续发展、寻求新的发展空间的必然选择。

1 修井机

修井机是油田井下作业不可缺少的修井专用设备，传统的修井机以柴油机为动力源，现在已经是一项非常成熟的技术，但是在目前能源日益紧缺，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐的背景下，在青海高原油田柴油机工作效率仅为50%左右,能源浪费较为严重, 作业成本高。

传统修井机以其高耗能、高污染、高噪音、高维护费制约着修井装备行业的发展，而且还存在噪声污染等一系列环保问题, 既影响一线生产工人的身体健康, 又影响周边环境质量。并且随着能源价格上涨，以柴油机为动力的传统修井机的运行成本不断升高，仅青海油田就有70余台修井机，年消耗柴油2500余t，运行成本近3000万元。

在青海油田，仅以250型修井机为例，单台修井机在工作量饱满的情况下，年平均消耗柴油约为41.74t/a，折合人民币31.13万元/a，折合碳排放量为146.41t/a，由此可见，我们是生产石油的行业，但也是碳排放高、石油消耗巨大的行业。

2 XJ-250电动修井机的研制

对原有耗能较大的工艺及设备进行更新和改造，加快节能减排技术的研发，通过技术革新实现节能降耗，降低日常运营成本是目前国内外各油田的首要任务之一，利用绿色、清洁、环保的电能是我们井下作业修井设备是必走之路。

2.1 电动修井机结构改进

常规XJ-250电驱修井机在台上作业、底盘行驶时共用车装进口发动机和进口液力变速器。液力变速器带有分动箱，将动力分别传递给底盘车各驱动桥和车上角传动箱。角传动箱通过链条、传动轴等将动力分别传递给主滚筒和转盘。该类型修井机经过不断改进，其速度、提升能力等均较为成熟，但其高能耗、高污染、高排放的“三高”问题，已然不符合目前的环境形势。

因此，青海油田经过5年的潜心研究试验，从结构上对250型修井机进行了重新设计，即使用交流变频电机、国产柴油发动机、设计组合式分动箱，改变了传动结构，并替代了进口柴油机和变矩器。简化了机械传动结构, 并实现了在作业中完全使用油区内安全、经济的油田电网。

2.2 改进中的问题及解决方法

（1）该车的蓄电池组做为电源补偿和能量回馈单元，其安装位置距离与地面较近，在油区状况恶劣的路上行驶，是安全隐患存在点。经重新设计，调高柜底与地面的距离。

（2）该电动修井机重新设计了组合式分动箱替换了原车的分动箱，增加电机动力输入端。电机和并车分动箱通过联轴器运行，在工作中发生动力传递不平稳，从而造成整个动力传递系统不稳定。通过提高设备的工装水平，专业机构调平，检测动平衡效果得以解决。

（3）电动液压泵供液不足，噪音大，在长时间工作时液压泵会出现过热现象，会导致液压机的烧坏。原因主要是进油管线过长，孔径太小造成，经重新更换管线，调整布管方式得以解决。

2.3 目前运行情况及优点

目前设备在小修、大修过程中均运转正常，显示了新设备的优越性，其优点主要有以下几点：

（1）以电代油，节能降耗效果十分显著，有利于节约能耗、降低成本。

（2）交流电机替代了进口动力，延长了对发动机的维护保养周期，从而节省维修保养费用。

（3）以电代油，碳排放量明显减少，以更好地分解国家节能减排指标。

（4）现场作业噪音小，由原来120dB降至不超过60dB，有效保证了操作工人身心健康。

（5）全车均采用国产配件，有效减少设备维修、维护成本。

3 XJ-250电动修井机现场应用节能减排分析

青海油田设计制造的XJ-250电动修井机经过近两年超过240口井的使用，在节约能源、降低油田开采成本上创造出了巨大的经济效益和社会效益，详见表1。

该电动修井机的研制，使油田在不改变原有生产规模的情况下，大大降低燃油的耗用量，有效降低了企业的燃油、维修费用，产生显著经济效益，减少燃油使用的同时也减少了二氧化碳的排放总量，降低企业运行成本，也减轻了对环境的影响，社会效益和环保效益显著。