钻机“油改电”技术

来源：矿产资源节约与综合利用先进适用技术推广目录（第五批）

一、技术类型

    油气田开发钻井技术。

二、适用范围

    油气勘探钻井作业。

三、技术内容

（一）基本原理

    放弃此前国内外钻机众多的驱动方式，采用多台高压电动机加调速液力偶合器，通过皮带或链条并车，高压电控系统控制，联合驱动钻机。

（二）关键技术

1. 直接采用10kV或6kV的高压电动机，省去一台大型变压器；

2. 采用调速液力偶合器；

3. 采用可靠并且可调的微机保护装置，对人身、高压电机和电网进行保护；

4. 采用优质高压补偿电容器对电机进行直接无功就地补偿，节能效果显著；

5. 调速正车装置与高压电机及钻机传动系统互相匹配，确保调速正车装置系统正常工作时在高效区。

（三）工艺流程

1. 机械传动：将原来驱动钻机的三台柴油机更换为三台800kW的高压电动机，分别经三台液力减速偶合器、球笼式万向轴与原减速器对接，高压电机、液力减速偶合器中心高与原柴油机中心高高度一致；

2. 拆除压风机：在其位置上安装1台37kW/400A的电动机+减速器；

3. 电控系统：将油田10kV的高压电直接引入高压进线房，高压进线房装有高压进线柜、CT柜、PT柜等控制屏控制三台高压电机的启动、停止、紧急停车；显示屏显示电流、电压、频率、功率和无级调速器的输出转速等。

四、主要技术指标

技术改造后总功率达到2400kW，最大扭矩7125N.m，泵冲数119r/min，大钩提升速度0.17-1.64m/s，转盘转速59-212r/min，大钩提升载荷350t。

五、典型实例及成效

     中国石油集团西部钻探工程有限公已将技术应用到实际生产，为企业带来一定的效益。钻机油改电技术，大大地提高了机械钻机的先进性、可靠性和安全性。据测算，一部ZJ50L钻机将柴油机驱动改为电动机驱动，一个工作台月可节约运行费52.2万元。一部ZJ50L钻机改造费约360万元，改造后每台月节约费用52万元，因此，改造投入生产后约7个台月就可以收回投资。同样，一部ZJ70钻机使用“油改电”技术后，每台月可以节约运行费约60万元。

2016年，公司持续推广应用钻机”油改电“燃料替代项目，截止至8月31日，机械钻机“油改电”项目应用13井次，实现替代柴油2937.77吨，节约成本903.96万元，减少二氧化碳气体排放1663.1吨。

六、推广前景

    由于目前各油田大部分钻机依然采用柴油机驱动方式，而且各油田随着工业电网的不断发展，油田电网密布，不存在电力不足的因素。而石油资源愈加紧张，节能减排的压力越来越大，企业降本增效的要求越来越强烈。因此，为了提高钻机工作的可靠性、先进性和经济性，降低钻井成本和工人的劳动强度，降低噪音、减少污染，对使用柴油机驱动的钻机进行“油改电”技术改造已成必然趋势，推广应用前景非常广泛。2005年至今，中国石油集团西部钻探工程有限公司钻机“油改电”的在甘肃、青海、内蒙、陕北和新疆全区得到广泛应用和大面积推广，中石油、中石化所属的各钻探公司也相继大面积推广应用。