石油钻井设备节能降耗措施与建议

摘 要：针对石油钻井设备的节能降耗问题，本次研究首先对石油钻井设备的能耗问题进行系统分析，在此基础上，对石油钻井设备的节能降耗措施以及建议进行深入研究，为降低石油钻井设备的能耗奠定基础。研究表明：受到社会对能源需求量提升的影响，石油钻井设备越来越重要，但是该种类型设备的能耗相对较高，其主要原因在于节能意识欠缺、钻井技术的间接作用以及设备负载端存在波动工况，因此，相关企业需要从提高节能意识、引进先进技术及设备、利用新型清洁能源以及应用储能技术等角度入手，分别采取多项有效措施，全面降低石油钻井设备的能耗。

关键词：石油钻井设备;能耗原因;节能降耗;清洁能源;储能技术

前言

在进行石油钻井作业的过程中，其设备具有资金密集度高、能耗成本大等特点，通过对钻井设备进行广泛的调研发现，大多数的设备主要依靠电能驱动。由于我国对于能源的需求量相对较大，因此，石油钻探作业也相对较多，所使用的钻井设备类型以及数量相对较多，由于石油等能源的价格相对较低，因此，对于钻井行业而言，如何降低能耗进而实现成本控制属于一项重要问题[1]。本次研究主要是从钻井设备能耗相对较高的原因出发，提出降低能耗的措施，为实现节能降耗奠定基础。

1 石油钻井设备能耗原因分析

1.1节能意识欠缺

目前，全球的经济形势在逐渐改善，在这种背景下，对于石油等资源的需求量在不断提升，同时，尽管世界各国都在对新型能源进行研究，但是在新型能源得不到大力推广及应用之前，石油资源仍然是主要的能源，在这种背景下，钻井行业的发展相对较为迅速，世界各国都将大量的成本费用投入到石油钻井作业以及相关设备的研究领域，由于在钻井作业过程中投入的费用相对较多，因此，钻井作业过程中降低成本的意识相对较差，节能意识相对较低，如果钻井企业只是将经济发展作为其主要目标，则设备的运行能耗将难以得到降低[2]。

1.2钻井技术的间接作用

对于我国的石油行业而言，其发展速度相对较快，目前正在对部分地质结构相对较为复杂的区域进行开发，受到地质结构相对较为复杂的影响，对于钻井作业提出了很高的要求，深井、超深井等技术不断涌现，对于某些较为复杂的钻井技术而言，其对于钻井设备的要求也相对较高，需要设备的输出功率较大，在使用大功率设备的过程中，必然会引起能耗提升，因此，在节能降耗的过程中，需要对钻井技术进行合理的优化，尽可能降低高能耗设备的使用率，间接实现节能降耗的目标[3]。

1.3设备负载端存在波动工况

在进行石油钻探的过程中，随着钻井深度的不同，地层中的环境也必然会出现较大的变化，因此，相关设备的负荷也必然会出现波动，同时，随着钻井深度的不断提升，钻机等设备的负荷也将会大幅提升，这一系列的原因都会导致设备的电控系统出现波动，设备功率的变化也会导致能耗大幅提升。在另一方面，设备运行过程中存在一定的无用功，例如对于钻机等设备而言，其主要是将电能转化为动能，但是这个转化过程中必然会产生一定的热能，这部分热能将会直接排放，最终导致设备的能耗提升。通过对我国部分钻井企业进行调研发现，其使用的钻井设备相对较为落后，并没有对其进行及时的更新，受到设备相对较为落后以及设备运行时间相对较长的影响，其能耗必然也会提升。

2 石油钻井设备的节能降耗措施与建议

2.1提高节能意识

目前，我国正在进行经济转型，对于石油行业而言，其属于我国经济发展的支柱产业，因此，石油行业需要转变传统的观念，改变粗放式的生产模式，进而向着精细化生产的方向发展，由于能耗属于石油企业发展过程中的成本费用，对于石油企业而言，其需要建立合理的经济评价体系，使得管理人员可以更加重视能耗问题。在另一方面，我国在2021年提出了碳中和和碳达峰的基本要求，在实现这两项目标的过程中，不但需要降低碳的排放，还需要降低生产能耗，因此，钻井企业需要根据目前的政策要求，对生产作业方式进行积极的改变，在管理的过程中，管理人员需要不断降低节能降耗的重要性，进而使得工作人员都具备节能降耗的意识，只有企业中所有人员都重视节能降耗问题，才能真正实现节能降耗的目标。

2.2引进先进技术及设备

科技进步是实现节能降耗的重要措施，这主要是因为钻井设备属于工业设备类型，科技的进步不但可以使得设备的运行效率及運行安全提升，必然也会使得设备的能耗降低。通过对钻井设备的发展历史进行研究可以发现，其钻井设备的发展历史就是科技发展的历史，对于钻井而言，最初需要依靠柴油发动机进行驱动，在电力技术快速发展的背景下，钻机开始依靠电能进行驱动，目前，半导体等多种类型的技术取得了巨大进步，变频类型的电动机也开始逐渐出现，将该种电动机应用于钻井设备领域，可以克服设备负载端存在波动工况的问题，同时，还可以使得设备的智能化以及精细化取得进步，对于能量的平衡更加有效。对于我国大多数钻井企业而言，在钻井设备不出现较大故障问题的前提下，基本不会对钻井设备进行更换，这种方式严重影响了节能降耗问题，因此，钻井作业需要转变该种方式，积极引进先进的钻井技术及设备，从更新设备和技术的角度出发，进而实现节能降耗的目标。同时，设备在连续运行以后，其运行效率必然会大幅降低，间接提高能耗，因此，企业还需要做好设备的维护及保养工作，从该角度出发，间接降低设备能耗。

2.3利用新型清洁能源

目前，我国大力提倡绿色发展，绿色发展就需要对新型能源进行开发，例如太阳能、风能等，我国在新型能源开发及利用方面已经取得了重大进步，在进行石油钻井作业的过程中，其工作区域基本处于人烟罕至的野外，其自然环境决定了可以充分利用太阳能以及风能等资源，如果可以利用这些能源进行发电，驱动钻井设备，也可以实现节能降耗的基本目标。

2.4应用储能技术

在充分利用清洁能源的过程中，其会受到自然环境的影响，例如在白天可以使用太阳能进行发电，但是在野外该种技术将无法得到应用，即清洁能源的电力供给将会出现波动问题，无法进行连续可靠的供电，因此，需要引入合理的储能技术，在清洁能源发电的过程中，将部分电能进行储存。在另一方面，储能技术还有一个较为重要的应用场景，即在进行钻井作业的过程中，可以引入能量转化的基本方法，将钻井过程中的势能转化为电能，并将其储存在储能设备之中，如果在某一时间钻井设备运行功率相对较大，储能设备可以通过瞬时放电的方式，对钻井设备的能量波动进行平衡，最终实现节能降耗的目的。

3 结论

在进行石油钻井作业的过程中，所需要的设备数量相对较多，且部分设备的运行功率相对较大，导致设备运行的能耗相对较高，这对于钻井企业的发展十分不利，因此，企业需要对能耗较大的原因进行系统分析，从多个角度出发，采取合理的节能降耗措施，全面降低石油钻井设备的能耗。

参考文献：

[1]刘劭.试析石油企业钻井设备的能源消耗现状及节能改进建议[J].中国设备工程，2016（12）：127.

[2]杨冬滨.油田钻井系统节能降耗存在的问题及对策[J].石油石化节能，2013（01）：46-47.

[3]孙景涛，郑淑杰，窦同伟，等.石油企业钻井系统节能降耗在管理中存在的问题与对策[J].中国石油和化工标准与质量，2013（08）：198-199.

作者简介：

李巍（1974-），男，辽宁沈阳人，助理工程师，现主要从事企业经营及现场施工管理工作。