石油钻机的节电节能技术探讨

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1、石油钻机的节电节能技术探讨石油钻机的节电节能技术探讨石油钻机的节电节能技术探讨石油钻机的节电节能技术探讨摘　要：近几年来，石油钻机节能问题已日益引起人们的重视，在开发新产品的同时，也要对现有钻机实施节能技术改造，不断地推广节能技术。因此研究经济、可靠耐用、节能效果显著的钻机是一个具有现实意义的课题。本文从钻机的节电和变频两个方面来谈石油钻机的节电节能工艺。关键词：石油钻机　节能　新工艺近几年来，石油钻机节能问题已日益引起人们的重视，国内的许多生产厂家正在不断地应用新技术，通过进行结构优化设计和改进平衡方式等，实现钻机节能的目的，已经有一大批新型

2、的钻机相继投入油田开采。在开发新产品的同时，也要对现有钻机实施节能技术改造，不断地推广节能技术。而在研究节能钻机的同时，系统的可靠性、经济性和使用维护方便是生产厂家和用户所特别关注的问题，因此研究经济、可靠耐用、节能效果显著的钻机是一个具有现实意义的课题。一、石油钻机存在的耗能问题分析进入二十一世纪，许多科研人员、各大科研院所、石油钻机制造厂家做了大量的研究工作，研制出多种不同类型的新型钻机。数控钻机虽然采用了全新的技术，属于机电一体化产品，但其对游梁式石油钻机没有任何继承，因而价格昂贵，且控制系统的可靠性还存在一定问题，不能推广使用。链条式钻

3、机存在换向冲击载荷大和钢丝绳易断，道轨刚度不足容易变形等缺点。液压钻机存在漏油、发热、可靠性差等缺点，且维护保养复杂，影响其进一步的推广使用。另外，齿轮钻机、气平衡钻机、增矩式钻机等一些钻机从理论上都是可行的，可是经不起长时间的现场考验而中途夭折。以偏轮钻机为代表的几种六连杆钻机，虽然节能效果显著，但其活动件较多，制造、安装、调整、维护复杂，现已基本停止了生产，摆杆钻机的节能效果也较明显，但由于采用了开式滚轮传动，钢轨磨损严重，而且与常规机相比增加大量钢材和多个活动关节，可靠性大打折扣，其发展前景也不容乐观。双驴头钻机采用柔性四连杆结构，结构上

4、与常规钻机相比，减少了尾轴承座连接，增加了后驴头和软连接，重量增加较少，但主要问题就是钢丝绳的折断，造成能耗增长。总之，以上钻机在节能上都存在不少问题。二、石油钻机的节能新工艺探讨1.钻机节省电能的工艺探讨石油钻机的节电技术主要有两大类:一是开发不同类型的钻机节能电机，如超高转差率电动机、三相永磁同步电机、高启动转矩双定子结构电机和电磁调速电机等。但由于资金投入太大，在许多油田用节能电机取代普通异步电机尚无法全面推广。二是使用节能配电箱，采用改变定子绕组的接法可以改变电机电压，但电机只能得到固定电压，节电效果并不理想。石油钻机的节电技术采用变频

5、调速控制，则可以改变石油钻机长期处于低效做功的状态，使其工作方式与油井实际负荷相匹配，保证每次都抽油，减少低效甚至无效抽取，从而降低电费开支，减少维护成本，提高运行效率。效果如下：其一，变频器具有软起动功能起动时电流较小，对电网冲击小，起动时能耗大为降低。避免了启动时的相当于三至七倍的额定电流，避免了不必要的电能损耗。耗同时减少了对电动机，变速箱，钻机等大机械的冲击，延长了相关设备的使用寿命。在工作中电机的功率因数可从零点二至零点五提高到零点九，减轻电网和变压器的负担，降低线损，大量减少了无功损耗。其二，引进变频器控制可实现设备上，下行程自动识

6、别从而控制石油钻机上、下行程的电机运行频率分别可调，以改变钻机上、下行程的运行速度。解决了因更换皮带轮调速造成的停产，从而提高了生产效率。同时达到满足泵效的情况下耗用最少的电能。其三，由于石油钻机下行时负载性质为位势负载，变频器加装能耗制动功能后恰能适应其工况。对于改变钻机转速调节最佳工作状态带来很大方便。降低漏失，提高泵效。2.石油钻机的变频节能改造以我单位的石油钻机变频节能为例，改造现场的动力系统是有两台500kw的发电机组并网发电，供一台钻机及其他几台37kw的电机使用，用来驱动钻井用钻盘和提放钻杆及起放井架的绞车。打井深度为30钻机。所

7、配置的电机，型号为y423-6-500bpr，其工作过程为变频电机通过变速箱和转盘同滚筒相连接，来驱动转盘和绞车，采用气动离合器，以保证可靠性和安全性。且绞车刹车系统为盘式刹车，减少了原系统带来的不稳定性。并且整套系统配有紧急制动刹车，紧急情况下使用增强了安全性和可靠性。根据现场的特殊情况，我们选用了jd-bp32-500型500kw/380v的变频器。其基本的参数为:输入:三相，380v，50hz;输出:三相，0～380v，0～50hz;频率范围:0～50hz;最高频率:33.5～50hz任意设定;基本频率:0～33.5hz之间任意设定;启动

8、频率:0～5hz;转矩提升:根据负载转矩调整到最佳。根据现场的特殊要求，经常用在低频2～5hz，并且提升量大，所以变频器在额定频率0～33.5hz采用