钻机传动方式哪种更节能？

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现在有很多地勘单位选择进行钻机动力机组柴改电，那么钻机传动方面，哪种结构更加节能、环保呢？从下面文章中我们可以找出答案，同时，也为大家选择购置钻机设备时提供结构选型方面的参考。我们以ZJ40/2250型石油页岩气钻机为例：

一、理论计算

1.1传动效率比对表

      说明：柴油发电机组和网电电动机组省去了万向轴及并车箱等传动环节，因此比机械传动机构的钻机效率较高。

1.2能耗比对表

 说明：

     1、为增加可比性，全按单台机组测算；

     2、开孔、一开、二开及孔深时负荷不一样，螺杆钻进时负荷会更高；为增加可比性，这些因素都未考虑，统一按单台机组50%负荷率测算；

     3、因各方案传动效率不同，同样负荷时所需功率也有区别；

     4、钻进负荷按空载或轻载占20%时间，20%负荷占30%时间，50%负荷占40%时间，100%负荷占10%时间测算；

     5、空载损耗按相应负载时损耗，乘以权重综合测算；

       6、0#柴油比重按0.85，单价按6.84元/升计算，各地柴油价格可能有所不同；电费按0.70元/度测算，未考虑谷峰电价。

1.3能耗节约比对表

     说明：

     1、能耗比例以柴油机组为基准计算；

     2、标准月费用为理论平均值，实际负荷不同，实际消耗会有所差距；但节约比例是比较准确的。

    1.4柴油机组性能曲线

     二、现场实际数据及文献

    2.1石油油改电费用比对数据（资料来源：网络数据）

    结论：ZJ40/2250型钻机油改电能源消耗费用节省59.58%，考虑改电后润滑油使用减少，综合费用节省更多

     2.2 中原油田油改电案例（资料来源：中国石化报）

    湖北省地质局第八地质大队使用河北永明研制的DB-30型多功能电动钻机，动力配备康明斯250kW发电机钻井，基本是空负荷运行，现场实测的数据是：3.5小时消耗48升，合计13.7升/小时，计11.65公斤。总运行时间  115小时 ，油耗1300- 1400 升， 平均油耗 11.3--12.17升/小时。

     按油耗200克/KW计算，实际空载功率为58.25KW,占额定负荷的23.3%。800KW柴油机空载损耗按30%的额定功率计算是基本准确的。

     柴油机空载损耗是比较高的，发电型柴油机比动力型柴油机会节能一些，但空载油耗也不容忽略。

     2.4湖北省地质局第七地质大队神农架地热现场电耗数据（资料来源：对方统计）

     湖北省地质局第七地质队使用河北永明研制DBS35型新能源电动钻机，在神农架施工地热井，设计井深1954米，实际施工井深2348米。泥浆泵为永磁同步直驱电机，功率为400KW，未使用螺杆钻进;绞车功率250KW，转盘为110KW，转盘和绞车均为独立的变频驱动。

     现场采用一台630KVA变压器，至终孔，变压器负荷一直在额定范围之内。正常钻进时变压器输出电流只有270A，不到额定负荷的三分之一，能耗是非常低的，配电容量要求也低。

     正常施工两个多月，月均用电25500度，平均每天用电850度，按每度电0.70元计算，每月电费不超过两万元。

     2.5中国煤炭地质总局第三水文地质队注浆现场电耗数据（资料来源：对方统计数据）

     该队采用河北永明研制ZJ50/3150型石油页岩气钻机，动力上用一台800KW电机直接替换下来一台柴油机组，采用原并车机构传动。用一台1250KVA箱变为现场供电。

     目前该钻机在峰峰矿区施工孙庄矿施工注浆孔，垂直井深600米，水平井深在1400m左右，用螺杆再打水平分支孔，截止到统计时间正常施工三个月以上。

     按现场统计，包含生活和注浆使用，及变压器损耗等，月均电费10万元，按25天施工计算，日均电费4000元，计5700度电。

     若使用柴油机，一台柴油机按每天2吨油计算，2000/0.85*6.84=16094元，用电是柴油机费用的25%，也就是1/4的费用。

     三、结论

     发电机组发电方案，比直接柴油传动节约费用20%左右，具体节约费用率与发电机组效率和传动效率有关。用网电钻井，比柴油机组直接传动钻井节约费用70%左右，轻负荷时节约更为明显。

注：以上数据统计在2018年6月份，以上文章属于小编个人总结，如有不妥之处请告诉小编。

来源：建井研究院

责编：龙志阳        | 编辑：龙志阳