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海洋石油平臺柴油機(jī)運(yùn)行效率分析的論文
摘要：以某海洋石油企業(yè)中的某海上石油平臺鉆井過程為例，分析現(xiàn)場平臺柴油機(jī)的油料消耗，以及影響柴油機(jī)運(yùn)行效率的主要因素，提出提高柴油運(yùn)行效率的方法。
關(guān)鍵詞：海洋石油平臺；柴油機(jī)；運(yùn)行效率
近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，人們對于能源的需求量不斷增加。在我國在不斷進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的過程中，石油在我國能源結(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，能源緊缺和環(huán)境惡化問題不斷加劇，因此我國在各個行業(yè)中均提出了節(jié)能減排的具體要求。尤其對于海上石油開采來說，其市場競爭也越來越激烈，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，提高自身的市場競爭力水平。而在海上石油平臺的開采作業(yè)中，柴油機(jī)是主要的動力來源，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節(jié)能減排工作的重點。
1現(xiàn)實中的平臺柴油機(jī)的油料消耗
在渤海某油田某采油平臺，其鉆機(jī)模塊所用的柴油機(jī)為3臺主機(jī)，運(yùn)行時間分別為239h，1200h和1319h。而且在不同工況下，柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時間也有所不同，如在一開鉆進(jìn)的過程中，需要使用3臺功率為800kW的柴油機(jī)運(yùn)行約65h；在三開鉆井過程中，需要使用2臺750kV的柴油機(jī)運(yùn)行約392h；進(jìn)行電測以及試油的非生產(chǎn)時間內(nèi)，需要使用1臺300kW的柴油機(jī)運(yùn)行約956h（表1）。根據(jù)表1中使用柴油機(jī)的車次，對柴油機(jī)的消耗標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算，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302t。但是在實際生產(chǎn)過程中，會根據(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，且會存在無用功的現(xiàn)象，這就會導(dǎo)致柴油機(jī)的實際消耗量與理論計算量有所偏差。本口井施工中所實際消耗的柴油重量為413t。根據(jù)相關(guān)理論計算可知，在此次生產(chǎn)過程中應(yīng)消耗的機(jī)油重量為4709L，但是在實際生產(chǎn)過程中消耗機(jī)油重量為6249L。所以說，實際生產(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)致油料浪費的主要原因。這主要是由于在海上石油平臺的運(yùn)行生產(chǎn)過程中，通常對其保溫效果有較高要求，這是因為在海上石油平臺進(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候，平臺良好的保溫效果可以適當(dāng)延長0#柴油的使用時間，并且會降低與-10#以及-35#柴油的之間的差價。此外，在海上石油平臺的生產(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的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。
2.2鉆井參數(shù)對柴油機(jī)負(fù)荷的影響
在海上石油平臺的鉆井過程中，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所需要的鉆進(jìn)能力進(jìn)行選擇。通過對鉆具組合的調(diào)節(jié)和選擇，來對鉆進(jìn)能力進(jìn)行優(yōu)化和對負(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，并對鉆具以及其他部件起到有效的保護(hù)，延長其使用壽命，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)，這樣就可以通過對柴油機(jī)功率的增加和減少來控制柴油機(jī)運(yùn)行時的能量消耗，起到節(jié)約柴油等燃料的目的。但是，上述問題會導(dǎo)致對柴油機(jī)運(yùn)行功率輸出增加和判斷難度的增長，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
在海上石油平臺的鉆井過程中，鉆臺工作人員需要根據(jù)所用鉆機(jī)型式以及工作區(qū)域中地質(zhì)條件的不同來對具體操作進(jìn)行指導(dǎo)，需要在操作中對采取何種動作和鉆進(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)對制度落實情況的監(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造成能量浪費，而且在長時間高負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)下會增加設(shè)備的磨損以及其他機(jī)械故障等問題。而且會由于沒有根據(jù)地質(zhì)狀況而對輸出轉(zhuǎn)數(shù)和扭矩進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，還會導(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、下放以及劃眼等動作中，由于其負(fù)載不同所以需要不同的功率來完成，且對操作人員的專業(yè)技能水平要求較高，否則會容易導(dǎo)致柴油機(jī)功率損耗的增加，不利于對其運(yùn)行效率進(jìn)行提升。
3提高柴油機(jī)運(yùn)行效率的應(yīng)對方法
3.1加強(qiáng)對油料的管理
首先，在海上石油平臺的鉆井過程中應(yīng)提高對燃油質(zhì)量以及對油料管理重要性的認(rèn)識，在海洋石油企業(yè)中制定相應(yīng)的管理制度對油料進(jìn)行管理，并在鉆井過程中重點對燃油加裝、儲存、質(zhì)量反饋和控制等工作進(jìn)行控制，而且做好5個方面的工作。（1）在選擇燃油供應(yīng)船舶時，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)重點對輸送管線進(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)號的柴油進(jìn)行區(qū)分標(biāo)識和使用，而且在燃油上船之后應(yīng)對其進(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)對燃油日用柜的定期清理，提高機(jī)房管理人員對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)對機(jī)房工作的檢查和監(jiān)督。（5）機(jī)房工作人員應(yīng)對燃油質(zhì)量情況進(jìn)行實時檢查和記錄，并每月對其質(zhì)量統(tǒng)計情況向有關(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，并對其中的問題進(jìn)行及時處理，從油料管理方面提高柴油機(jī)的運(yùn)行效率。
3.2加強(qiáng)對鉆井參數(shù)變化對策的控制
在海上石油平臺鉆井過程中，應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)情況來對具有潤滑作用的泥漿進(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、增加其流動性，從而減少負(fù)載來縮短鉆井時間，起到節(jié)省燃油、提高柴油機(jī)運(yùn)行效率的作用。而且在對此區(qū)域中對鉆井模式進(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)對鉆進(jìn)方法及其制度的制定和落實
在不同的鉆進(jìn)、上提、下放和劃眼動作中對其功率進(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)動動力的要求。而且在下放過程中需要電磁剎車來對下放速度進(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，針對不同對地質(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)行情況對其運(yùn)行效率進(jìn)行提升。針對影響柴油機(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柴油機(jī)降本提效運(yùn)行管理，以提高海洋石油平臺柴油機(jī)的運(yùn)行效率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、市場競爭力。
參考文獻(xiàn)
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