吐哈油田双燃料发动机应用技术速写

[加入收藏][字号: ] [时间:2007-09-04  来源:中国石油石化装备网  关注度:0]
摘要:  从去年开始,吐哈油田钻井一公司40673钻井队的钻机配备了既能“喝”油又能“吞”气的“节能心脏”—— G12V190ZLS-3双燃料发动机,成为国内第一支应用双燃料发动机的钻井队,顺利完成鄯新4-13井、红台2-23井等6口井钻井施工任...
  从去年开始,吐哈油田钻井一公司40673钻井队的钻机配备了既能“喝”油又能“吞”气的“节能心脏”—— G12V190ZLS-3双燃料发动机,成为国内第一支应用双燃料发动机的钻井队,顺利完成鄯新4-13井、红台2-23井等6口井钻井施工任务,平均每口井每台钻机节约燃料费用15万元。填补了国内钻井大功率双燃料发动机应用技术空白。

  今年6月13日,中国石油天然气集团公司科技发展部和规划计划部共同组织了新型石油钻井动力设备——双燃料发动机产品专家鉴定会,发布的检测结果表明,双燃料发动机运行中燃料可在柴油和天然气之间方便切换,用1万立方米天然气可替代7吨柴油,柴油综合替代率达到70%。

  今年7月20日,新型钻井动力装备——双燃料发动机首次投放市场,标志着中国石油装备制造业在节能、降耗、减排、环保的道路上前进了一大步。它的推广应用,可以大幅度降低钻井成本,减少温室气体排放。

  试验数据表明,双燃料发动机性能适应油田钻井作业要求,节能和环保成效明显。钻井一公司40673钻井队3台双燃料发动机累计运转1411小时,较单纯以柴油为燃料的传统发动机节约燃料消耗47万元,单井节约成本超过10万元,最多的达到20万元。在钻井生产中,燃料消耗占钻井成本的30%以上。以每个井队采用3台2000系列双燃料发动机计算,一年可节约燃料费用200万元以上。

  G12V190ZLS-3型双燃料发动机研发应用获得成功,充分体现出指挥部决策层的战略眼光和钻井一公司敢为人先的创新精神。

  G12V190ZLS-3型双燃料发动机是钻井一公司与济南柴油机股份有限公司联合攻关,研制出的国内首套双燃料发动机动力组(即2000系列双燃料发动机)。2006年10月,双燃料发动机投入吐哈油田现场先导性试验,在国内首次成功应用。试验结果表明,柴油和天然气之间切换方便,满足了钻井施工要求,成为吐哈油田节能、环保特色技术的典范。

  近年来,指挥部着力转变经济增长方式,推动清洁发展、节约发展、科学发展。钻井一公司深入开展创建资源节约型企业活动,通过推行精细化管理、实施节能技术改造等工作,推动节能工作向纵深发展。几年前,公司与其他单位强强联手,成功研发“油改电”技术,借助油田电网推广使用,取得良好经济效益和社会效益。

  天然气是各种能源中对环境污染最小的能源,应用范围越来越广。随着科学技术日新月异的发展,越来越多的油气双燃料汽车走进公众视野,凸现环保、节能的优点。研发出既节能又环保的油气双燃料新型石油钻井动力设备,被提上指挥部及钻井一公司决策层的议事日程。

  为了尽快把愿望变为现实,指挥部及钻井一公司领导多次深入钻井一线调研,深刻认识到,随着勘探地域边缘化、复杂化,钻井施工对钻井设备技术含量的要求越来越高,相比较而言,国产12V190型柴油机耗油量大、噪音大,不利于环境保护。考虑到钻井队交变负荷和井下复杂对动力设备管理、技术及环保的特殊要求,指挥部和钻井一公司决定在油田电网无法覆盖的勘探区域,以柴油和天然气共同作为燃料的新型发动机替代老式发动机,这样既可减少二氧化碳的排放量,又能保证设备性能稳定,满足钻井勘探施工的需要。

  在指挥部的大力支持下,2005年10月,钻井一公司与三家石油企业联系,开展前期技术调研论证,最后确定与济南柴油机股份有限公司联合研发双燃料发动机。

  在研发过程中,为保证不走弯路,钻井一公司专门成立双燃料发动机科研小组,开展技术攻关。技术人员与厂家协同作战,充分考虑到钻井交变负荷、特殊工况对发动机功率、扭矩的影响、冬夏季液态气化效果对发动机的影响等问题,在原2000系列柴油机基础上,经过喷油泵、电子调速、进气系统改造,重新配置控制系统、气化装置和供气装置,使发动机更加符合钻井施工要求。

  2006年9月,一个令技术人员难忘的日子,G12V190ZLS-3型双燃料发动机在40673钻井队进行现场工作调试。在整机进入双燃料试运行阶段,经过4口井的跟踪试验,1号、2号、3号发动机在双燃料状态下分别工作653、367、391小时,各项技术指标符合要求,设备运行正常。

  试验初期,针对汽化器、复热器、稳压罐等设备摆放零散,搬家安装过程中拆装不方便,汽化器容易发生变形,焊缝处泄漏天然气等问题,钻井一公司与济南柴油机厂技术人员共同制订方案,改进汽化器、复热器、稳压罐安置方式,顺利消除了隐患。对双燃料发动机运行中存在的故障,建议厂家采用进口配件,对每一口井施工中出现的问题系统整改,逐步完善,确保性能稳定可靠。

  这种既可“喝油”又可“吞气”的双燃料发动机,在吐哈油田率先试验成功,引起各油田同行的关注。辽河油田、新疆油田有关领导和技术人员先后来钻井一公司现场观摩,对这一项填补国内空白的新技术表现出极大兴趣,他们对钻井一公司敢于第一个“吃螃蟹”的勇气表示由衷敬佩。

  近年来,在依靠科技提升企业竞争实力方面,钻井一公司坚持从发展需要出发,发挥自身优势,积极推进科技创新和成果转化。公司科研工作始终围绕解决生产实际问题和满足市场需求,先后与多所大专院校和石油企业达成合作意向,构建科研合作框架,签订合作协议,建立对接通道,获得多项科研新成果并应用于施工生产,取得良好效果。 公司先后与济南柴油机股份有限公司、北京德林伟业工程技术有限责任公司、长江大学中国石油大学等联合攻关自激谐振脉冲射流PDC钻头、冷冻保形取心技术等前沿技术,有力推进了公司与高校、企业间的技术合作与交流,逐渐形成以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系。

  有了好的技术创新体系,还必须有合适的土壤,用于验证其效果,从而加速先进技术与成果的转化与推广。为此,公司选定一批作风硬、素质高、整体实力强的钻井队作为科技“试验田”,在经济和技术政策上倾斜,鼓励和帮助他们试验并应用新技术、新工艺,提升科技成果转化能力。5年来,钻井一公司通过科技“试验田”,成功应用10项成熟配套技术,开发了5项特色技术,培育了6项前沿技术,为实现优快钻井提供了强有力的技术支撑。先后获得指挥部科技成果奖53项,省部级科技成果奖4项,创造和刷新了40余项全国钻井纪录和先进指标。目前,已向国家知识产权局申请专利24项,受理24项,授权16项。

  在谈到合作研发双燃料发动机的情景时,钻井一公司领导说:“首先是指挥部从政策、资金等方面对钻井一公司给予大力支持,这是成功研发双燃料发动机的主要原因。其次是公司多年来在使用12V190型柴油机方面积累了宝贵的现场经验,对这种设备结构原理、现场应用、故障排除都比较熟悉,从而对双燃料发动机进气系统、燃油系统比较了解。吐哈有稳定充足的天然气气源,这是研发双燃料发动机得天独厚的条件。”

  目前,双燃料发动机已通过集团公司鉴定,即将在油气钻井施工中大规模推广应用。钻井一公司40673钻井队正在进一步完善双燃料发动机先导性试验的各种参数,整改电路和存在的问题,力争取得最佳效果。



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