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鉆機傳動方式哪種更節能?

發布時間:2019-09-25


現在有很多地勘單位選擇進行鉆機動力機組柴改電,那么鉆機傳動方面,哪種結構更加節能、環保呢?從下面文章中我們可以找出答案,同時,也為大家選擇購置鉆機設備時提供結構選型方面的參考。我們以ZJ40/2250型石油頁巖氣鉆機為例:

一、理論計算

1.1傳動效率比對表

      說明:柴油發電機組和網電電動機組省去了萬向軸及并車箱等傳動環節,因此比機械傳動機構的鉆機效率較高。

1.2能耗比對表

    

 說明:

     1、為增加可比性,全按單臺機組測算;

     2、開孔、一開、二開及孔深時負荷不一樣,螺桿鉆進時負荷會更高;為增加可比性,這些因素都未考慮,統一按單臺機組50%負荷率測算;

     3、因各方案傳動效率不同,同樣負荷時所需功率也有區別;

     4、鉆進負荷按空載或輕載占20%時間,20%負荷占30%時間,50%負荷占40%時間,100%負荷占10%時間測算;

     5、空載損耗按相應負載時損耗,乘以權重綜合測算;

       6、0#柴油比重按0.85,單價按6.84元/升計算,各地柴油價格可能有所不同;電費按0.70元/度測算,未考慮谷峰電價。

1.3能耗節約比對表

序號

機組類型

標準月費用

費用支出比  例

節約比例

備  注

1

柴油機動力機組

819112.23 

100.00%

0.00%


2

柴油發電機組

648204.46 

79.14%

20.87%

相對于柴油動力

3

網電電動機組

203266.79 

24.82%

75.18%

相對于柴油動力

     說明:

     1、能耗比例以柴油機組為基準計算;

     2、標準月費用為理論平均值,實際負荷不同,實際消耗會有所差距;但節約比例是比較準確的。



    1.4柴油機組性能曲線



        

     二、現場實際數據及文獻

    2.1石油油改電費用比對數據(資料來源:網絡數據)

    結論:ZJ40/2250型鉆機油改電能源消耗費用節省59.58%,考慮改電后潤滑油使用減少,綜合費用節省更多

     2.2 中原油田油改電案例(資料來源:中國石化報)



    湖北省地質局第八地質大隊使用河北永明研制的DB-30型多功能電動鉆機,動力配備康明斯250kW發電機鉆井,基本是空負荷運行,現場實測的數據是:3.5小時消耗48升,合計13.7升/小時,計11.65公斤。總運行時間  115小時 ,油耗1300- 1400 升, 平均油耗 11.3--12.17升/小時。

     按油耗200克/KW計算,實際空載功率為58.25KW,占額定負荷的23.3%。800KW柴油機空載損耗按30%的額定功率計算是基本準確的。

     柴油機空載損耗是比較高的,發電型柴油機比動力型柴油機會節能一些,但空載油耗也不容忽略。

     2.4湖北省地質局第七地質大隊神農架地熱現場電耗數據(資料來源:對方統計)

     湖北省地質局第七地質隊使用河北永明研制DBS35型新能源電動鉆機,在神農架施工地熱井,設計井深1954米,實際施工井深2348米。泥漿泵為永磁同步直驅電機,功率為400KW,未使用螺桿鉆進;絞車功率250KW,轉盤為110KW,轉盤和絞車均為獨立的變頻驅動。

     現場采用一臺630KVA變壓器,至終孔,變壓器負荷一直在額定范圍之內。正常鉆進時變壓器輸出電流只有270A,不到額定負荷的三分之一,能耗是非常低的,配電容量要求也低。

     正常施工兩個多月,月均用電25500度,平均每天用電850度,按每度電0.70元計算,每月電費不超過兩萬元。

     2.5中國煤炭地質總局第三水文地質隊注漿現場電耗數據(資料來源:對方統計數據)

   

     該隊采用河北永明研制ZJ50/3150型石油頁巖氣鉆機,動力上用一臺800KW電機直接替換下來一臺柴油機組,采用原并車機構傳動。用一臺1250KVA箱變為現場供電。

     目前該鉆機在峰峰礦區施工孫莊礦施工注漿孔,垂直井深600米,水平井深在1400m左右,用螺桿再打水平分支孔,截止到統計時間正常施工三個月以上。

     按現場統計,包含生活和注漿使用,及變壓器損耗等,月均電費10萬元,按25天施工計算,日均電費4000元,計5700度電。

     若使用柴油機,一臺柴油機按每天2噸油計算,2000/0.85*6.84=16094元,用電是柴油機費用的25%,也就是1/4的費用。

     三、結論

     發電機組發電方案,比直接柴油傳動節約費用20%左右,具體節約費用率與發電機組效率和傳動效率有關。用網電鉆井,比柴油機組直接傳動鉆井節約費用70%左右,輕負荷時節約更為明顯。


注:以上數據統計在2018年6月份,以上文章屬于小編個人總結,如有不妥之處請告訴小編。





來源:建井研究院



責編:龍志陽        | 編輯:龍志陽



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