天然气动力钻井突破技术瓶颈 中石化华北局率先推广运行
2015-04-28 09:14:21   来源:    点击:

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       4月14日,随着华北局西部钻井公司50841队DPS-115井(第一口试验井)在鄂尔多斯开钻,标志着我国天然气动力钻井产业正式进入商业化运营。
        天然气作为清洁高效的一次能源,其推广和应用一直受到国家政策的鼓励,其在能源消费中的比重也逐年攀升,但在油气钻采这个传统行业里,各大油田钻井动力一直以柴油和网电作为动力的来源。前几年有公司选用天然气动力设备,但由于设备的动力性和可靠性比柴油机低很多,一直不具备规模化、市场化开发条件。
        胜动集团作为国内最大的燃气内燃机研发制造企业,凭借近三十年的技术积淀及对市场的领悟和理解,以自有的省级内燃机研究院为依托,承担了“中石化天然气钻井动力先导性试验”项目。通过近一年的专项技术攻关和现场试验,使天然气钻井动力设备具备了与柴油机相近的动力性工况曲线,解决了天然气动力设备的可靠性问题,提升了设备的运行效率和经济性,一举突破了天然气钻井动力的技术瓶颈,使天然气钻井动力技术商业化推广成为可能。
承担了“中石化天然气钻井动力先导性试验”项目后,胜动集团与胜利工程公司合作,进行了大量的现场试验。针对燃气机扭矩输出特性偏软、负荷冲击时的响应恢复时间较长的主要技术难点,进行了专项攻关,独创了“预混+微电喷复合进气技术”,研发出了具有自主知识产权的“TEM2自动化控制系统”,使钻井天然气设备动力性与同功率段柴油机相当。在现场应用中,天然气机组在完井时间、驱动装备、不同井况等情况下都能稳定运行,可靠性亦与柴油机相当。在排放方面,天然气机与柴油机相比,氮氧化物排放降低50%,碳烟颗粒物排放降低90%,环保优势明显。
        试验的成功得到了中石化各级领导的肯定,各大油田也纷纷组团到试验现场参观学习。2015年初,正式商业化销售的天然气钻井设备组织生产,并与华北局形成了商业合作意向。经过多轮商谈,最终华北局西部钻探拔得头筹,率先装备“胜动”天然气钻井动力。现在运行的DPS-115(试验)井是一口设计井深4100米的天然气井,井场原动力为3台810kW柴油机及1台200kW、2台360kW柴油辅助发电机组。胜动集团采用2台800kW天然气发动机和1台810kW备用柴油机为钻机提供动力,同时布置3台250kW天然气发电机组代替原柴油辅助发电机组。天然气对柴油的全面替代,可以使单井的燃料成本降低20%以上,各类排放污染整体降低60%以上,同时可以完全满足井队的动力需求,并在设计时间内完钻。
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        天然气钻井动力技术的商业推广,既取决于技术进步,也与灵活的商业运作模式密不可分。胜动集团采用自主研发的设备,为井队提供井场动力;井队则采用动力外包的模式改变自有动力运行为购买动力。此种商务模式可以减少井队辅助工作量,减少井队运行人员,降低整体钻探成本,是一种全新的以服务为理念的商务模式。
        目前,我国仅中石油、中石化两大公司就保有电力、柴油动力钻机2000台,如果将其中半数更新改造为天然气动力,年可减排二氧化碳30万吨,减排PM2.5、PM10等颗粒物2.2万吨。

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