钻井动力减排关键技术分析

摘 要：在现代社会的发展中，机械产品已经成为人们不可缺少的一部分，但是在产品的运行过程中，需要运用油气资源来维持运行，油气资源属于不可再生资源，并且钻井工程是油气资源开发的重要环节，如果技术应用不合理，必然会影响企业的开采效率，同时会对环境的可持续发展造成较大的影响。本文主要对钻井动力减排关键技术进行分析，通过降低油耗技术、尾气处理技术以及热能运用技术的研究，可以确定国内外相关技术的优势以及技术开发的不足。希望通过本文的分析，相关研究学者可以在节能减排、余热利用以及尾气处理等几个方面来改进钻井减排技术，推动油气企业的高速发展，并且为人们带来更大的便利。

关键词：钻井动力；节能减排；排气处理

中图分类号： TE24 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）29-190-2

0 引言

在油气田企业的发展中，钻井动力减排是企业开发的重要组成部分，在钻井动力减排过程中，主要通过机械驱动以及电驱动的方式来提供动力[1]。近年来，尤其资源的供求矛盾日益明显，而每年消耗得尤其资源费用超过百亿元。可见，在油气资源的开发过程中，降低油耗、提升热能的运用效率以及降低排放技术成为油气田企业持续发展的关键。另外，在钻井动力减排技术分析中，符合环境可持续发展的原则，具有重要的研究意义。

1 降低油耗技术

随着油气田企业的不断发展，对钻井动力减排技术的研究已经成为企业发展的关键。而降低油耗技术则成为节约成本的重要环节。降低油耗技术时通过降低发动机的消耗率，以便可以提升发动机的使用效率，其对技术的开发主要包括机内和机外两项技术[2]。并且在降低油耗技术的开发中，需要加强对配套技术的开发和运用。随着科技的不断发展，降低油耗技术取得了不断地创新，电控电喷技术以及高压共轨燃油喷射技术等技术的研发，可以将发动机中的柴油按照设定标准投入到气缸中，可以最大程度的提升发动机的雾化效果。

在国内外市场的发展中，钻井柴油机已经取得了较好的发展成果。在国际市场的发展方面，MTU等品牌企业已经将电子控制以及电控高压喷射技术进行深入研究，并且将排放标准的油耗降低到（190-200）/kW·h。而在国内市场的发展中，技术开发仍然有待提升，大功率柴油机的电控电喷技术仍然有待研究，并且仅仅JC15柴油机和26/321大功率发动机采用高压共轨电子喷射技术。

在降低油耗技术的开发中，纳米技术是通过物理作用来促进分子的解体，使燃油分子与空气接触面扩大，继而可以提升燃油的燃烧效率。并且通过纳米技术的实现，可以提升燃油系统的热能效率。但是纳米技术在雾化以及喷射领域的研究中，技术仍然有待开发。

2 提升热能利用效率技术

在发动机技术的研究中，通过对热能利用效率的开发，可以推进节能减排事业的发展。在发动机的功率输出过程中，其有效功率相对较低，仅仅达到35%左右，大部分热量会随着发动机的冷却等因素而浪费。在目前的钻井发动机运用中，其尾气的排放温度高达275度以上，而柴油机的热能达到482kW[3]。可见，在发动机技能减排技术的研究中，大部分热能难以得到科学的利用。

在国内外市场中，纷纷对发动机的节能减排技术进行研究，尤其是在国际市场的发展中，对余热的技术运用已经取得了较好的发展成果。在固定发电以及热电冷联供余热技术的研发中，采用高效的换热器来提升余热的运用效率，可以将发动机浪费的余热应用在制冷领域或者供热领域，在较大程度上降低了余热的浪费现象。同时在对技术的开发中，发动机、制冷剂以及燃气管线等参数均得到明显的改进，目前对热能的运用效率已经达到85%左右，但是在钻井领域中，对于余热的研究技术仍然有待进一步发展，在国内市场的研究中，固定发电、发动机负荷及负载等技术相对较为成熟，对余热的利用效率达到80%左右，在钻井动力节能减排的运用中，可以运用余热来加热油罐及水等工作。但是仍然存在一定的浪费行为，因此需要不断地对技术进行开发，提升余热的运用效率。

3 降低排放技术

3.1 排气处理技术

在钻井动力节能减排技术的开发中，发动机尾气的排放一直是研究的重要环节，随着技术的不断发展，废气再循环技术、柴油颗粒过滤技术、选择还原技术以及柴油氧化催化剂已经取得了较好的发展，并且逐渐应用于发动机技能减排领域中。废气再循环技术时在排气的过程中，将少部分废气经过处理后，进入到进气系统中，在混合气的使用中，通过气缸进行燃烧和利用。并且在运用的过程中，会降低气缸产生的温度。在气缸的燃烧中，会产生相应的NOx，而通过降低气缸温度，可以有效地控制气体的生成，以便可以达到国际环境的保护标准。但是在该技术的运用中，对燃油的品质要求相对较高，因此在运用的过程中，难以有效地进行运用。

排气后处理技术较为容易控制排气质量，但是在运用的过程中，需要采用尿素供应建设，同时要采用防止氨气的泄露技术。通过对技术的运用，可以降低润滑油的消耗，从而实现节能减排的目的，但是在该技术的运用中，对系统的布置较为严格。

在国内外对排气处理技术的研究中，国际上已经采用再生式尾气处理方式来处置发动机。但是大部分产品均属于研发阶段，无法大规模投入生产。而在我国的研究总，废气循环技术以及选择催化还原技术均应用在汽车领域，在大功率柴油机的运用等方面仍然存在较大的技术空白，因此仍然需要不断地进行开发和努力。

3.2 运用发动机气代替油技术分析

在节能减排技术的研究开发中，运用替代品来代替柴油进行运转一直是科学家的研究目标。天然气属于清洁型能源，将其应用于替代油类产品中，可以起到较好的节能减排效果。根据相关统计资料显示，天然气的燃烧约少释放17%的二氧化碳，相比于柴油的运用，天然气具有较高的应用研发价值。

在国内外的研究中，纷纷对天然气的运用技术进行开发，并且取得了一定的发展成果。在国外的研究中，天然气已经在发电机和压缩机中取得了较好的应用成果，但是在钻井领域的研究中，仅仅英国做出了相应的实验，并且缺乏完善的技术。而在国内的研究中，天然气代替柴油的技术已经去了较好的发展，石油集团建立了相应的工程项目，在2007年采用了天然气与柴油共同利用的转换模式进行开采。为我国天然气代替油气资源的技术开发奠定了坚实的基础。另外。在“十一五”时，集团采用了气体发动机进行试验，在2010年，石油集团开发了天然气发动机，在技术水平方面已经走在了世界前列。但是天然气代替油气资源的任务任重道远，仍然需要研究学者进行不断的开发。

3.3 电能代替油技术分析

在钻井动力节能减排技术的开发中，需要采用电代油技术进行开发，在电力较为充足的地区，运用该项技术可以较好地降低钻井成本，并且可以实现对环境的保护。在中国石油公司的发展中，仅仅20%的钻机是采用电能供应，因此仍然需要不断的研发。

在国外的研究中，电网已经成为钻井的重要动力，其消耗较低，并且具有维护简单的特点。而在我国的研究中，钻井技术的电能运用主要依赖进口，其由于我国安装技术以及设备的故障较大。而在今后钻井技术的开发中，研究人员需要加强对网电、电机以及耦合器的联合应用方式，其具有柔性传动的特点，可以实现对系统的科学保护。

4 结语

在现代社会的发展中，油气资源已经成为社会发展不可或缺的一部分，在对技术的开发过程中，需要不断地对节能减排技术进行开发，以便可以更好地推动技术发展的同时，提升环境保护效率。因此，在钻井动力节能减排技术的开发中，应该从以下几个方面进行努力。第一，需要加快对技术的开发，通过对可靠及油耗相对较低的发动机研发来替代油耗相对较高的产品。第二，子啊技术的开发中，需要提升热能的运用效率。第三，在技术的开发中，需要运用天然气或者电能来替代相应的油气资源，降低对环境的污染。第四，在技术的研究中，需要对纳米技术进行不断地研究，提升能源的使用效率。总而言之，在钻井技术的开发中，节能减排不仅符合企业的发展效益，同时符合环境的可持续发展原则。因此在技术的开发过程中，需要在相关法规的基础上，加强对节能、减排及转变方式的研究。

参 考 文 献

[1] 陈忠海，陈家庆，丁艺，等.微孔钻井用井下动力钻具闭式轴承节的关键技术[J].润滑与密封，2012，12：106-110.

[2] 石林，汪海阁，纪国栋.中石油钻井工程技术现状、挑战及发展趋势[J].天然气工业，2013，10：1-10.

[3] 张彦廷，刘振东，姜浩，等.浮式钻井平台升沉补偿系统主动力研究[J].石油矿场机械，2010，04：1-4.

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