石油工程网电技术的具体应用

曹桂林

摘 要：在国家大力推行电能的今天，化石能源不断减少，以及响应节能减排的国家政策，对钻井系统用油改为用电是以后的必然趋势。本文从钻井系统中网电应用的优缺点和应用现状，结合目前应用的一些问题，提出了网电在今后钻井系统中应用的展望。

关键词：网电；节能；环保

一、钻井系统网电技术的产生及发展

从钻井行业的动力源的发展来看，在钻井系统中使用网电的思想最早可以追溯到上世纪90年代。最初的想法是使用现有的380V工业电，给钻机的低压电器设备和照明设备供电，但受井队作业环境的限制，该技术发展比较缓慢。主要有两种用电方式：一种是从10kV电网上取电，不变压，直接用10kV电驱动高压电机，再带动机械设备；另一种是将10kV电压经变压器变压到690V和400V，出线再接到井队的电控房，再给各用电设备供电。经过多年开发研究，已成功研发出适合ZJ20型到ZJ70型全系列钻机网电设备，并拥有该技术的主要专利。

二、网电技术应用的优缺点

（一）应用网电的优点

1.噪音：不论是柴油机还是柴油发电机，在运行时都会产生很大的噪音。应用网电可以彻底清楚这个最大的噪音源。极大的改善的钻井工人的作业环境，有利于保护身体健康。

2.减排：柴油机燃烧柴油排出的废气中含有大量的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物以及颗粒物，是主要的大气污染物，使用网电可以极大的减少废气的排放，保护环境。

3.节能：相比于使用柴油，使用网电成本更低，可以节约大量成本开支。维护：使用网电不但可以减少设备的维护量，还可以省下大量柴油机耗材的开支，降低工人劳动强度。

4.节能：相比于使用柴油，使用网电成本更低，可以节约大量成本开支。

维护：使用网电不但可以减少设备的维护量，还可以省下大量柴油机耗材的开支，降低工人劳动强度。

5.减排：柴油机燃烧柴油排出的废气中含有大量的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物以及颗粒物，是主要的大气污染物，使用网电可以极大的减少废气的排放，保护环境。

6.维护：使用网电不但可以减少设备的维护量，还可以省下大量柴油机耗材的开支，降低工人劳动强度。

（二）应用网电的缺点

1.功率：每台钻机需要大量的负荷，现有电网线路剩余容量不足，难以满足多台ZJ40型钻机的使用。对于ZJ50型和以上的大型钻机能满足的区域少。

2.标准：研究的单位较多，没有统一的行业标准，一旦出现问题不能及时解决，通用型低。

三、网电钻机应用现状

在钻井系统应用网电已经发展的多年，已经取得了不少成效。同时，集团公司对于网电应用的技术作为节能环保的重点项目进行推广，相应的配套设施和政策也在不断完善。

（一）网电应用中电网现状

钻井作业不同于一般的工厂或企业有固定的生产地点，而是需要根据地质勘探所确定的井位选择合适的位置进行钻井作业，具有很大的随机性。而勘探井或是新开发的区块一般配套建设不够完善，工业电网没有架设，制约了网电的使用。目前而言，一般在老油区有比较完善的电网分布。网电的使用虽然可以消除噪音等污染，但是钻机本身功耗较大，即使可以在居民较密集的区域施工，也要受到这个问题的制约。

（二）现有钻机使用网电的改造方案

现有钻机一般都是使用柴油作为能源进行驱动，需要进行一定的改进以使用网电。

1纯电动钻机。纯电动钻机一般不需要进行特别的改进，原先的动力系统直接保留，只需在原系统上直接将网电的配套设施接入以代替柴油发电机即可，兼容性很好。目前的纯电动钻机一般都是使用的网电。

2.机械类或复合钻机改造。这类钻机比较复杂，需要对原钻机设备进行一定程度的改造。主要思路是用大功率电动机组代替原来的柴油机组。对于ZJ30型及以下的钻机只需要替换一台柴油机即可，但对于ZJ40及以上的钻机，需要替换两台柴油机组。

3.小网电。对于一些电网负荷过重，剩余容量不足以带动全部钻机设备的地方，可以只使用网电带动辅助设备以及生活用电，大功率的绞车、转盘和泥浆泵依然使用原有的动力设施。

四、网电钻机应用展望

网电钻井技术经过多年发展，技术已经比较成熟，但在实际使用仍然存在一些问题，限制了该技术的进一步推广应用和发展，具体包括以下几个方面：

1.使用网电技术的基础条件不足。因网电钻机功率较大，电网负荷高，剩余容量不足以带动大型的钻机，尤其是ZJ50、ZJ70型网电钻机，受限制更多。

2.政策不足。网电的使用除了带来的可观的经济收益以外，更多带来的是其社会效益，大大减少了噪音、废气的污染，改善了钻井工人的工作条件，有利于身体健康，还可以缓和紧张的工农关系，并且使在进居民区施工成为可能。应加大对于改油用电的奖励政策，鼓励使用电力，协调钻井公司、采油厂和电力公司的关系。

3.网电钻机标准不统一。做网电钻机的厂家有较多，每家都采用自己的标准。使得钻井公司的网电钻机五花八门，配件不统一，一旦出现问题，无法快速进行现场维修，容易给井队造成误工损失。应制定统一的标准，方便使用。

4.机械钻机升级为网电钻机的不足。在纯电动钻机升级为网电钻机后，由于对钻机原配置不做改造，保留原样，实际使用是不存在问题。

五、结束语

电力作为目前国家大力发展的能源，使用电力代替柴油动力无论是从其本身的经济效益还是从其附带的社会效益来看都是有利的。推行使用电力也是对国家节能减排，推广清洁能源的政策的具体支持。同时也可以促进钻井行业和电力行业的技术融合，对促进钻井的发展有很多的积极作用。

参考文献：

[1]王新峰.网电钻机供电系统关键技术研究与应用[D].中国石油大学，2010：10-16.