提高海洋石油平台柴油机运行效率的实践

杨俊杰

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300459）

0 引言

近年来，随着我国经济的快速发展和工业化进程的不断加快，人们对于能源的需求量不断增加。在我国在不断进行能源结构调整的过程中，石油在我国能源结构中占据重要地位，而且目前海洋石油的开采压力越来越大。同时，能源紧缺和环境恶化问题不断加剧，因此我国在各个行业中均提出了节能减排的具体要求。尤其对于海上石油开采来说，其市场竞争也越来越激烈，所以海上石油开采企业也应该要从节能减排的要求出发，提高开采效率，降低开采成本，提高自身的市场竞争力水平。而在海上石油平台的开采作业中，柴油机是主要的动力来源，且其运行中能源消耗较多，所以提高柴油机的运行效率也成为海上石油平台节能减排工作的重点。

1 现实中的平台柴油机的油料消耗

在渤海某油田某采油平台，其钻机模块所用的柴油机为3台主机，运行时间分别为239 h，1200 h和1319 h。而且在不同工况下，柴油机的运转时间也有所不同，如在一开钻进的过程中，需要使用3台功率为800 kW的柴油机运行约65 h；在三开钻井过程中，需要使用2台750 kV的柴油机运行约392 h；进行电测以及试油的非生产时间内，需要使用1台300 kW的柴油机运行约956 h（表1）。

表1 不同工况下的柴油机功率和使用时间表

根据表1中使用柴油机的车次，对柴油机的消耗标准进行计算，就可以得到在本口井的施工过程中所需要的柴油的总量为302 t。但是在实际生产过程中，会根据负荷大小的变化而导致柴油机功率消耗发生变化，且会存在无用功的现象，这就会导致柴油机的实际消耗量与理论计算量有所偏差。本口井施工中所实际消耗的柴油重量为413 t。根据相关理论计算可知，在此次生产过程中应消耗的机油重量为4709 L，但是在实际生产过程中消耗机油重量为6249 L。所以说，实际生产过程中所消耗的柴油和机油等资源有着较大下降空间，因此有较大节能潜力。

2 影响柴油机运行效率的主要因素

2.1 油料管理的影响

在海洋石油平台的钻井作业过程中，油料管理存在问题是导致油料浪费的主要原因。这主要是由于在海上石油平台的运行生产过程中，通常对其保温效果有较高要求，这是因为在海上石油平台进行生产过程中通常具有较低的温度，尤其是在冬季气温较低的时候，平台良好的保温效果可以适当延长0#柴油的使用时间，并且会降低与-10#以及-35#柴油的之间的差价。此外，在海上石油平台的生产过程中，还需要采用分舱存放柴油的方式来避免出现不同柴油之间的不相容的问题。而且由于在不同季节和环境温度的条件下需要使用不同标号的柴油，所以需要将这些柴油进行区分，以提高海上石油平台的运行经济效益。

2.2 钻井参数对柴油机负荷的影响

在海上石油平台的钻井过程中，所用钻具需要根据不同的生产区域和不同区域中不同的地层特点所需要的钻进能力进行选择。通过对钻具组合的调节和选择，来对钻进能力进行优化和对负载进行降低，这样不仅可以大大提升钻进速度和钻井效率，还可以节省生产中所需要的柴油重量，并对钻具以及其他部件起到有效的保护，延长其使用寿命，提高钻井生产效益。

2.3 机房人员专业技能水平的影响

在海上石油平台的钻井过程中，如果机房人员的专业节能水平不高、没有充分了解和掌握钻井状况，就容易在生产过程中出现没有根据工况进行及时停车等问题，导致柴油消耗量的增加。此外，在钻井过程中，需要根据井位、地层、钻井参数以及设备的不同，对生产所需要的功率要求进行判断和调节，这样就可以通过对柴油机功率的增加和减少来控制柴油机运行时的能量消耗，起到节约柴油等燃料的目的。但是，上述问题会导致对柴油机运行功率输出增加和判断难度的增长，成为影响柴油机运行效率的原因之一。

2.4 钻进方法的影响

在海上石油平台的钻井过程中，钻台工作人员需要根据所用钻机型式以及工作区域中地质条件的不同来对具体操作进行指导，需要在操作中对采取何种动作和钻进速度以及柴油运行档位等进行控制。但是在实际运行过程中，由于操作人员的专业技能水平问题，以及缺少规范的钻进方法制度，没有加强对制度落实情况的监督等问题，而导致柴油机等设备始终处于最高档位和最高转速中运行。虽然在最大的功率输出下满足了生产要求，但是这种操作方式不仅会造成能量浪费，而且在长时间高负荷的运行状态下会增加设备的磨损以及其他机械故障等问题。而且会由于没有根据地质状况而对输出转数和扭矩进行控制和调节，还会导致加速部件出现损伤等问题，缩短设备的使用寿命，增加设备维修与更换的成本，同样增加了柴油等能源的消耗。此外，在不同的钻进、上提、下放以及划眼等动作中，由于其负载不同所以需要不同的功率来完成，且对操作人员的专业技能水平要求较高，否则会容易导致柴油机功率损耗的增加，不利于对其运行效率进行提升。

3 提高柴油机运行效率的应对方法

3.1 加强对油料的管理

首先，在海上石油平台的钻井过程中应提高对燃油质量以及对油料管理重要性的认识，在海洋石油企业中制定相应的管理制度对油料进行管理，并在钻井过程中重点对燃油加装、储存、质量反馈和控制等工作进行控制，而且做好5个方面的工作。

（1）在选择燃油供应船舶时，应选择具有良好口碑以及较高质量的供应单位，加强对燃油质量的检查和控制，确保燃油质量符合要求。

（2）在进行燃油加装的过程中，应重点对输送管线进行检查和控制，确保柴油的数量符合要求。

（3）根据不同季节所需要不同标号的柴油进行区分标识和使用，而且在燃油上船之后应对其进行分舱存放，避免出现不相容的问题。

（4）在燃油进机之前，应做好燃油的保温、沉淀、除水以及分油净化等工作，并加强对燃油日用柜的定期清理，提高机房管理人员对以上繁琐工作的重视，做好燃油进机之前的最后一道质量控制防线的工作，并加强对机房工作的检查和监督。

（5）机房工作人员应对燃油质量情况进行实时检查和记录，并每月对其质量统计情况向有关的管理部门进行反馈，通过不同部门和上下级之间的信息沟通和配合，做好船舶来油的质量检查和控制工作，并对其中的问题进行及时处理，从油料管理方面提高柴油机的运行效率。

3.2 加强对钻井参数变化对策的控制

在海上石油平台钻井过程中，应根据不同的地质情况来对具有润滑作用的泥浆进行选择，且在泥浆满足生产要求的前提下，尽量降低其黏度、增加其流动性，从而减少负载来缩短钻井时间，起到节省燃油、提高柴油机运行效率的作用。而且在对此区域中对钻井模式进行总结和优化，可以选用新型的天然高分子聚合物泥浆体系来满足生产要求。此外，还要根据不同生产区域和不同地层来进行不同钻具组合的选择，通过对钻具组合的优化来提高钻进能力和减轻负载，同样可以起到节能燃油、提高生产效率的作用。

3.3 加强对钻进方法及其制度的制定和落实

在不同的钻进、上提、下放和划眼动作中对其功率进行调节，比如在钻进工作中需要适当提高功率来加大电机转速和功率，来满足大扭矩以及大驱动动力的要求。而且在下放过程中需要电磁刹车来对下放速度进行控制，避免出现失速控制的问题，且要适当降低电机钻速和流量。此外，针对不同对地质条件来选择不同的钻井方式和操作方式，比如在砂层中就可以适当降低转速和顶驱电子及转速来保护部件、降低功率消耗，起到提高柴油机运行效率的作用。

4 结语

在海上石油平台钻井作业中，为了满足节能减排的行业要求，提高海洋石油企业的生产效率和经济效益，需要根据柴油机的运行情况对其运行效率进行提升。针对影响柴油机运行效率的油料管理、钻进参数以及机房工作人员专业水平和钻进方法等因素，提出了相应的措施。这些措施同样适用于采油平台柴油机降本提效运行管理，以提高海洋石油平台柴油机的运行效率和企业的经济效益、市场竞争力。