钻井井场照明改造设计与效益分析

任桂英 尹川 王勇 靳宇 谢敬（川庆钻探长庆钻井总公司）

1 实验室节能监测评价

在实验室对白炽灯、LED灯、荧光灯、碘钨灯这4种光源做了对比测试。测试数据见表1。

表1 测试数据汇总

由表1可知，LED灯的平均照度分别为388.2lx和281lx，而白炽灯和荧光灯的平均照度分别为35.4lx和66.6lx，平均照度分别提高了11倍和4.2倍。若按单位照度消耗功率计算，LED灯与白炽灯相比节能率在91%左右，与荧光灯相比节能率在76%左右，与碘钨灯相比节能率在79%左右，节能效果非常明显。

2 照明改造节能测试评价

根据对4036钻井队的现场勘察，将其原有的75盏传统防爆灯更换为44盏LED防爆灯，具体布局如下：

◇将井架的28盏80W防爆日光灯更换为14盏50WLED防爆灯；

◇将钻台的10盏80W防爆日光灯更换为5盏50WLED防爆灯；

◇将钻台底部的5盏200W防爆白炽灯更换为5盏20WLED防爆灯；

◇将机房的10盏80W防爆日光灯更换为7盏60WLED防爆灯；

◇将循环罐区域的10盏80W防爆日光灯及4盏250W海洋王防爆灯更换为7盏60WLED防爆灯；

◇将井场周边的8盏500W探照灯更换为6盏100WLED防爆灯。

钻井队各区域照明改造前后测试结果见表2～表6。

表2 钻井前场区域（1100m2）照明改造前后对比测试

表3 柴油机房区域（86m2）照明改造前后对比测试

表4 循环罐区域（110m2）照明改造前后对比测试

从表2～表6可知，4036钻井队照明改造前后各区域照度平均提高33.17%，而耗电量却降低83.51%，在照明效果有较大幅度提升的情况下节能效果也非常明显。

表5 钻台区域（98m2）照明改造前后对比测试

表6 井口区域（35m2）照明改造前后对比测试

3 照明改造成果

照明改造前后照度、显色性、照明功率、单位照度消耗功率，以及照明功率密度的平均值见图1～图5。

图1 钻井队照明改造前后平均照度对比

可以看出，钻井队照明改造后平均照度提高38.91%，平均显色性提高39.67%，平均照明功率降低75.9%，平均单位照度消耗功率降低88.33%，平均照明功率密度降低70.54%。

4036钻井队照明改造结果表明，通过将井队原来的照明灯具（主要是荧光灯和金卤灯，部分存在白炽灯）改造为先进的LED照明后，照度、显色性都有较大提高，并且照明功率、单位照度消耗功率和照明功率密度（LPD）均有降低，平均节能率为80%，具有良好的节能效果。

图2 钻井队照明改造前后平均显色性对比

图3 钻井队照明改造前后平均照明功率对比

图4 改造前后平均单位照明度消耗功率对比

图5 改造前后平均照明功率密度对比

改为LED照明后，在照度、显色性、照明功率密度方面都可以达到或接近《建筑照明设计标准》GB50034—2004要求值，其中照明功率密度值在本标准中为强制执行内容。

4 技术经济效益

使用LED防爆灯具对钻井队照明系统进行改造，每年可节约电量约3×104kWh（相当于发电机负载率在90%～25%之间时节约柴油7～8t），折费用约5.4万元，总经济效益约6万元。

使用LED防爆灯具，不仅节约了人工和灯具维护费用，而且大大减少了登高作业的安全隐患，增加了作业现场的照明亮度，提高了生产的安全性。

使用LED防爆灯具以后，增加投资费用的回收期仅为1.3年。

LED灯具的使用寿命在17年左右（按每天照明12h，一年照明300天计算），在其寿命时间内可为井队节约费用约102万元。

若再考虑运输费用减少、线路损耗降低等因素，以及今后逐步推广到办公及公共场所照明等方面，其经济效益十分可观。

5 推广应用前景分析

钻井队照明改造后按平均节电率80%计算，则每个钻井队每年可节约电量约5×104kWh（相当于发电机负载率在90%～25%之间时节约柴油12～16 t）。对于川庆钻探而言，若将252个钻井队进行照明改造，则每年可节约照明用电1200×104kWh（可节约柴油3020～4030t，折燃料费用2235～2982万元），若再考虑运输费用减少、线路损耗降低、维修成本下降等因素，其经济效益十分可观。

对环保效益预测而言，改造后按每年节约柴油3020～4030t计算，预计每年可减少二氧化碳排放9573～12775t或氮氧化物排放211～282t，具有良好的环保效益。

6 认识与建议

新的照明系统投入使用后运行正常，使用效果和运行状况良好，井队职工普遍反映光线柔和不刺眼，没有眩光，可防止蚊虫聚集，抗震能力强，不易损坏，光源显色性更好等，为钻井队夜间生产提供了更加良好的工作环境，同时，项目具有较好的经济效益和社会效益，达到了预期目的。

目前钻井队的照明系统存在因地区不同、井队不同而配置差别很大的现象，建议为此制修定专门针对井场照明的行业标准。在《建筑照明设计标准》GB50034—2004中5.3工业建筑——表5.3.1工业建筑一般照明标准值——15化学、石油工业类场所中规定照度为30～100lx，显色指数为20～60，这个规定值对钻井前场适合，对钻台、井口安全重点区域照明就不适合。在该标准6.1.7条中规定强制执行的工业建筑照明功率密度值，目前大多数井队照明都达不到此要求。在现行行业标准《钻井井场、设备、作业安全》SY5974—2007中8.5条“井场照明”，对照明电源、照明电压、照明线路作有相关规定，但对照明参数未作具体要求。在《石油化工企业照度设计标准》SH/T3027—2003中对石油化工企业各工作场所的照度值有明确规定。

因此，针对钻井井场区域的特殊性和重要性，建议制修定井场照明的行业标准，明确规定井场各区域照度值、显色指数、眩光值、照明功率密度值等，解决目前钻井井场照明不科学、不规范现象。