网电技术在文23储气库的应用

潘涛（中国石化中原石油工程有限公司）

以柴油动力为主的钻井生产方式已不能满足当前国家大力推行节能减排、绿色低碳的形势要求。随着电力技术的快速发展和电动控制自动化水平的不断提高，由电能作为动力源驱动钻机，解决了钻井工程中单纯依靠柴油作为钻井动力燃料所带来的高成本、环境污染等问题。目前网电钻机技术已完全成熟[1-4]，应用也越来越普遍。因此，钻井生产动力系统网电技术的推广，对石油工程创造经济效益和环境协调发展具有十分重要的意义。

1 文23储气库概况

华北地区目前已建有中国石油大港、华北和中国石化文96储气库，总工作气量约24×108m3/a。随着市场供应量的日益加大，区域内调峰缺口巨大，矛盾日益突出。

地下储气库具有容量大、储气压力高、占地面积小、受气候影响小、经济、安全可靠性高等优势，是目前国际上天然气季节调峰的主要手段。

文23储气库地处河南省濮阳市境内，地理位置优越，文23气田天然气地质储量132.79×108m3，具有气藏发育稳定、封闭性好等特点。储气库建成后，将成为我国规模最大的天然气储转中心，可覆盖整个华北市场，对缓解天然气供需矛盾、保证供气安全、改善大气环境、提高国民生活质量具有重大意义。

2 网电技术应用

2.1 网电钻机优势

1）降低噪音。应用网电可以极大的降低柴油机或柴油发电机运行时产生的噪音，改善钻井工人的作业环境，保护员工职业健康。

2）减少排放。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）节约成本。相比使用柴油机组动力驱动，网电钻机成本更低，可节约大量成本开支。

4）减小伤害。通过降低噪声和减少柴油机组设备维护量，进一步降低员工劳动强度和减少职业伤害。

2.2 网电设备

中原油田文23气田1988年开始产能建设，地面工业网电设施配套完善，具备网电钻机应用的优势。

目前参与文23储气库一期建设施工的3个钻井公司14部钻机，根据钻井类型，优选配套14台网电设备投入生产运行。其中：钻井一公司1台JL、2台JLB，钻井二公司5台JL、2台JLB，钻井三公司1部JL、3部JLB。（JL-定频网电设备，JLB-变频网电设备）。

2.3 应用效果

通过对参与钻井施工的钻井一公司2支井队、钻井二公司6支钻井队、钻井三公司1支井队的网电应用情况进行数据统计，结果见表1。

由表1看出，在同等进尺条件下，3个钻井公司的单井周期和台月能耗差别较大，但单井能耗和单米能耗差别不大，单井费用成本相近。经调查分析，为确保文23储气库一期建设顺利，在先期开钻的井队，参照设计方案，有针对性的开展技术攻关和工程试验以及等非标套管等原因，导致队伍停等时间较长，造成单井周期长、台月能耗大。

表1 单井网电使用情况统计

根据表1中各钻井公司施工钻井队网电应用情况，选取同在中原地区使用柴油机组钻井施工的1部50LDB钻机单井能耗进行对比，结果见表2。

表2 网电与柴油机组单井能耗对比

3 效益分析

3.1 网电架设投入

为满足文23储气库建设需要，进一步降低能源成本，中原石油工程公司对钻井网电能源服务项目进行公开招标，负责文23储气库网电工程架设、调试、维护机拆除回收等工作，费用总包干价1430万元。

3.2 直接效益

截至2017年10月，文23储气库一期建设已交井11口。通过网电钻机应用，累计耗电量813.01×104kWh，累计替代成品油2 530.99 t，减少能耗1 513.38 t（标煤），节约成本197.78万元。

按照文23储气库一期方案建设规划，8个平台66口井计算：累计替代成品油约1.52×104t；累计减少能耗约0.9×104t（标煤）；累计节约成本约1643万元。

3.3 间接效益

1）清洁生产。柴油机驱动会产生高分贝的噪声，声强可达109 dB，改为网电驱动后，工作噪音1 m内实测56.9 dB左右，噪声明显减少，符合国际环保标准。由于驱动方式的改变，避免了柴油燃烧导致废气污染物的排放，基本实现了零排放，保护环境。

2）安全可靠。一是高压柜有安全程序锁，系统带电状态下，前后柜门无法打开；二是高压出线柜隔离开关和高压真空断路器具有联锁保护功能，有载工况下，如操作隔离开关，高压真空断路器会先行眺闸；三是完善的数字变压器保护系统，可实现高压系统的速断、过流、过负荷跳间保护，实现变压器的超温报警；四是动态谐波抑制和无功补经装置，可以保证供配电系统稳定、安全运行，消除谐波对电力设备及在用设备的损害；五是网电系绕与备用的柴油发电系统之间具有联锁保护功能，彼此可平滑切换。

4 结语

1）文23储气库一期项目实施66口新钻井，8个平台14部钻机应用网电设备，可累计替代成品油1.52×104t，减少能耗0.9×104t（标煤），节约资金1643万元。

2）工业高压电网引入钻井工程作业，用电网供电替代传统的柴油动力，具有钻井现场的清洁生产、机电设备的安全可靠、员工操作的强度降低等优势。

3）石油钻井工程服务应大力提倡网电钻机应用技术，有效降低钻井施工作业过程中的成本消耗，提高工程经济效益。

参考文献：

[1]赵永亮.网电钻井技术研究与应用[J].石油石化节能与减排，2012（5）：16-20.

[2]曹桂林.石油工程网电技术的具体应用[J].企业文化，2016（3）：268.

[3]刘龙.网电技术在石油钻井行业的运用与推广[J].电源技术应用，2013（5）：434.

[4]徐兴风.网电钻机在江汉油田的应用[OL].（2015.09）[2017.11].Docin管理论文.