提高海洋石油平臺(tái)柴油機(jī)運(yùn)行效率的實(shí)踐

楊俊杰

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300459）

0 引言

近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，人們對(duì)于能源的需求量不斷增加。在我國(guó)在不斷進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的過程中，石油在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位，而且目前海洋石油的開采壓力越來越大。同時(shí)，能源緊缺和環(huán)境惡化問題不斷加劇，因此我國(guó)在各個(gè)行業(yè)中均提出了節(jié)能減排的具體要求。尤其對(duì)于海上石油開采來說，其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈，所以海上石油開采企業(yè)也應(yīng)該要從節(jié)能減排的要求出發(fā)，提高開采效率，降低開采成本，提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力水平。而在海上石油平臺(tái)的開采作業(yè)中，柴油機(jī)是主要的動(dòng)力來源，且其運(yùn)行中能源消耗較多，所以提高柴油機(jī)的運(yùn)行效率也成為海上石油平臺(tái)節(jié)能減排工作的重點(diǎn)。

1 現(xiàn)實(shí)中的平臺(tái)柴油機(jī)的油料消耗

在渤海某油田某采油平臺(tái)，其鉆機(jī)模塊所用的柴油機(jī)為3臺(tái)主機(jī)，運(yùn)行時(shí)間分別為239 h，1200 h和1319 h。而且在不同工況下，柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間也有所不同，如在一開鉆進(jìn)的過程中，需要使用3臺(tái)功率為800 kW的柴油機(jī)運(yùn)行約65 h；在三開鉆井過程中，需要使用2臺(tái)750 kV的柴油機(jī)運(yùn)行約392 h；進(jìn)行電測(cè)以及試油的非生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)，需要使用1臺(tái)300 kW的柴油機(jī)運(yùn)行約956 h（表1）。

表1 不同工況下的柴油機(jī)功率和使用時(shí)間表

根據(jù)表1中使用柴油機(jī)的車次，對(duì)柴油機(jī)的消耗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，就可以得到在本口井的施工過程中所需要的柴油的總量為302 t。但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中，會(huì)根據(jù)負(fù)荷大小的變化而導(dǎo)致柴油機(jī)功率消耗發(fā)生變化，且會(huì)存在無用功的現(xiàn)象，這就會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)的實(shí)際消耗量與理論計(jì)算量有所偏差。本口井施工中所實(shí)際消耗的柴油重量為413 t。根據(jù)相關(guān)理論計(jì)算可知，在此次生產(chǎn)過程中應(yīng)消耗的機(jī)油重量為4709 L，但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中消耗機(jī)油重量為6249 L。所以說，實(shí)際生產(chǎn)過程中所消耗的柴油和機(jī)油等資源有著較大下降空間，因此有較大節(jié)能潛力。

2 影響柴油機(jī)運(yùn)行效率的主要因素

2.1 油料管理的影響

在海洋石油平臺(tái)的鉆井作業(yè)過程中，油料管理存在問題是導(dǎo)致油料浪費(fèi)的主要原因。這主要是由于在海上石油平臺(tái)的運(yùn)行生產(chǎn)過程中，通常對(duì)其保溫效果有較高要求，這是因?yàn)樵诤Ｉ鲜推脚_(tái)進(jìn)行生產(chǎn)過程中通常具有較低的溫度，尤其是在冬季氣溫較低的時(shí)候，平臺(tái)良好的保溫效果可以適當(dāng)延長(zhǎng)0#柴油的使用時(shí)間，并且會(huì)降低與-10#以及-35#柴油的之間的差價(jià)。此外，在海上石油平臺(tái)的生產(chǎn)過程中，還需要采用分艙存放柴油的方式來避免出現(xiàn)不同柴油之間的不相容的問題。而且由于在不同季節(jié)和環(huán)境溫度的條件下需要使用不同標(biāo)號(hào)的柴油，所以需要將這些柴油進(jìn)行區(qū)分，以提高海上石油平臺(tái)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 鉆井參數(shù)對(duì)柴油機(jī)負(fù)荷的影響

在海上石油平臺(tái)的鉆井過程中，所用鉆具需要根據(jù)不同的生產(chǎn)區(qū)域和不同區(qū)域中不同的地層特點(diǎn)所需要的鉆進(jìn)能力進(jìn)行選擇。通過對(duì)鉆具組合的調(diào)節(jié)和選擇，來對(duì)鉆進(jìn)能力進(jìn)行優(yōu)化和對(duì)負(fù)載進(jìn)行降低，這樣不僅可以大大提升鉆進(jìn)速度和鉆井效率，還可以節(jié)省生產(chǎn)中所需要的柴油重量，并對(duì)鉆具以及其他部件起到有效的保護(hù)，延長(zhǎng)其使用壽命，提高鉆井生產(chǎn)效益。

2.3 機(jī)房人員專業(yè)技能水平的影響

在海上石油平臺(tái)的鉆井過程中，如果機(jī)房人員的專業(yè)節(jié)能水平不高、沒有充分了解和掌握鉆井狀況，就容易在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)沒有根據(jù)工況進(jìn)行及時(shí)停車等問題，導(dǎo)致柴油消耗量的增加。此外，在鉆井過程中，需要根據(jù)井位、地層、鉆井參數(shù)以及設(shè)備的不同，對(duì)生產(chǎn)所需要的功率要求進(jìn)行判斷和調(diào)節(jié)，這樣就可以通過對(duì)柴油機(jī)功率的增加和減少來控制柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)的能量消耗，起到節(jié)約柴油等燃料的目的。但是，上述問題會(huì)導(dǎo)致對(duì)柴油機(jī)運(yùn)行功率輸出增加和判斷難度的增長(zhǎng)，成為影響柴油機(jī)運(yùn)行效率的原因之一。

2.4 鉆進(jìn)方法的影響

在海上石油平臺(tái)的鉆井過程中，鉆臺(tái)工作人員需要根據(jù)所用鉆機(jī)型式以及工作區(qū)域中地質(zhì)條件的不同來對(duì)具體操作進(jìn)行指導(dǎo)，需要在操作中對(duì)采取何種動(dòng)作和鉆進(jìn)速度以及柴油運(yùn)行檔位等進(jìn)行控制。但是在實(shí)際運(yùn)行過程中，由于操作人員的專業(yè)技能水平問題，以及缺少規(guī)范的鉆進(jìn)方法制度，沒有加強(qiáng)對(duì)制度落實(shí)情況的監(jiān)督等問題，而導(dǎo)致柴油機(jī)等設(shè)備始終處于最高檔位和最高轉(zhuǎn)速中運(yùn)行。雖然在最大的功率輸出下滿足了生產(chǎn)要求，但是這種操作方式不僅會(huì)造成能量浪費(fèi)，而且在長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)下會(huì)增加設(shè)備的磨損以及其他機(jī)械故障等問題。而且會(huì)由于沒有根據(jù)地質(zhì)狀況而對(duì)輸出轉(zhuǎn)數(shù)和扭矩進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，還會(huì)導(dǎo)致加速部件出現(xiàn)損傷等問題，縮短設(shè)備的使用壽命，增加設(shè)備維修與更換的成本，同樣增加了柴油等能源的消耗。此外，在不同的鉆進(jìn)、上提、下放以及劃眼等動(dòng)作中，由于其負(fù)載不同所以需要不同的功率來完成，且對(duì)操作人員的專業(yè)技能水平要求較高，否則會(huì)容易導(dǎo)致柴油機(jī)功率損耗的增加，不利于對(duì)其運(yùn)行效率進(jìn)行提升。

3 提高柴油機(jī)運(yùn)行效率的應(yīng)對(duì)方法

3.1 加強(qiáng)對(duì)油料的管理

首先，在海上石油平臺(tái)的鉆井過程中應(yīng)提高對(duì)燃油質(zhì)量以及對(duì)油料管理重要性的認(rèn)識(shí)，在海洋石油企業(yè)中制定相應(yīng)的管理制度對(duì)油料進(jìn)行管理，并在鉆井過程中重點(diǎn)對(duì)燃油加裝、儲(chǔ)存、質(zhì)量反饋和控制等工作進(jìn)行控制，而且做好5個(gè)方面的工作。

（1）在選擇燃油供應(yīng)船舶時(shí)，應(yīng)選擇具有良好口碑以及較高質(zhì)量的供應(yīng)單位，加強(qiáng)對(duì)燃油質(zhì)量的檢查和控制，確保燃油質(zhì)量符合要求。

（2）在進(jìn)行燃油加裝的過程中，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)輸送管線進(jìn)行檢查和控制，確保柴油的數(shù)量符合要求。

（3）根據(jù)不同季節(jié)所需要不同標(biāo)號(hào)的柴油進(jìn)行區(qū)分標(biāo)識(shí)和使用，而且在燃油上船之后應(yīng)對(duì)其進(jìn)行分艙存放，避免出現(xiàn)不相容的問題。

（4）在燃油進(jìn)機(jī)之前，應(yīng)做好燃油的保溫、沉淀、除水以及分油凈化等工作，并加強(qiáng)對(duì)燃油日用柜的定期清理，提高機(jī)房管理人員對(duì)以上繁瑣工作的重視，做好燃油進(jìn)機(jī)之前的最后一道質(zhì)量控制防線的工作，并加強(qiáng)對(duì)機(jī)房工作的檢查和監(jiān)督。

（5）機(jī)房工作人員應(yīng)對(duì)燃油質(zhì)量情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查和記錄，并每月對(duì)其質(zhì)量統(tǒng)計(jì)情況向有關(guān)的管理部門進(jìn)行反饋，通過不同部門和上下級(jí)之間的信息溝通和配合，做好船舶來油的質(zhì)量檢查和控制工作，并對(duì)其中的問題進(jìn)行及時(shí)處理，從油料管理方面提高柴油機(jī)的運(yùn)行效率。

3.2 加強(qiáng)對(duì)鉆井參數(shù)變化對(duì)策的控制

在海上石油平臺(tái)鉆井過程中，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)情況來對(duì)具有潤(rùn)滑作用的泥漿進(jìn)行選擇，且在泥漿滿足生產(chǎn)要求的前提下，盡量降低其黏度、增加其流動(dòng)性，從而減少負(fù)載來縮短鉆井時(shí)間，起到節(jié)省燃油、提高柴油機(jī)運(yùn)行效率的作用。而且在對(duì)此區(qū)域中對(duì)鉆井模式進(jìn)行總結(jié)和優(yōu)化，可以選用新型的天然高分子聚合物泥漿體系來滿足生產(chǎn)要求。此外，還要根據(jù)不同生產(chǎn)區(qū)域和不同地層來進(jìn)行不同鉆具組合的選擇，通過對(duì)鉆具組合的優(yōu)化來提高鉆進(jìn)能力和減輕負(fù)載，同樣可以起到節(jié)能燃油、提高生產(chǎn)效率的作用。

3.3 加強(qiáng)對(duì)鉆進(jìn)方法及其制度的制定和落實(shí)

在不同的鉆進(jìn)、上提、下放和劃眼動(dòng)作中對(duì)其功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，比如在鉆進(jìn)工作中需要適當(dāng)提高功率來加大電機(jī)轉(zhuǎn)速和功率，來滿足大扭矩以及大驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的要求。而且在下放過程中需要電磁剎車來對(duì)下放速度進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)失速控制的問題，且要適當(dāng)降低電機(jī)鉆速和流量。此外，針對(duì)不同對(duì)地質(zhì)條件來選擇不同的鉆井方式和操作方式，比如在砂層中就可以適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速和頂驅(qū)電子及轉(zhuǎn)速來保護(hù)部件、降低功率消耗，起到提高柴油機(jī)運(yùn)行效率的作用。

4 結(jié)語

在海上石油平臺(tái)鉆井作業(yè)中，為了滿足節(jié)能減排的行業(yè)要求，提高海洋石油企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，需要根據(jù)柴油機(jī)的運(yùn)行情況對(duì)其運(yùn)行效率進(jìn)行提升。針對(duì)影響柴油機(jī)運(yùn)行效率的油料管理、鉆進(jìn)參數(shù)以及機(jī)房工作人員專業(yè)水平和鉆進(jìn)方法等因素，提出了相應(yīng)的措施。這些措施同樣適用于采油平臺(tái)柴油機(jī)降本提效運(yùn)行管理，以提高海洋石油平臺(tái)柴油機(jī)的運(yùn)行效率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。