降低钻井柴油机油耗的新方法
长期以来,当井深超过1000m左右时,钻井队往往习惯将两台柴油机同时投入使用,造成燃油消耗过高。为了实现集团公司要求在五年内能耗指标下降20%的目标,降低钻井柴油机的油耗成为急需解决的重大问题。
1柴油机功率匹配计算分析
正常钻进过程中,在井深为1000m～2000m的井段,泥浆泵:排量不超过30L/s,泵压在13MPa以下,泥浆泵实际输出功率不超过390kW;转盘:转速为70～90r/min,扭矩为12～13kN·m,负载不超过120kW;自动压风机:负载不超过30kW;液力偶合器效率为0.95,整体链条并车箱的传动效率为0.85,泥浆泵的机械效率为0.94,实际共需要柴油机输出的功率约710kW;根据G12V190PZL-3柴油机特性曲线图查得在1250r/min时输出的功率为720kW。
从上述分析可以得出:井深在1000m～2000m,使用单台柴油机提供动力,不存在柴油机超负荷运行的情况,那么就应该从柴油机的其它方面查功率不足的原因。
2现场检查与状态监测
(1)检查发现空气滤清器有轻微污堵,增压器有积炭;(2)检查发现供油提前角与标准差10°,有时甚至更多;(3)检查发现喷油泵及喷油器有供油不均,喷油压力高低不符合标准等问题;(4)检查发现气门间隙有较大误差;(5)检查发现散热器出风量很小,导风槽热风倒流;(6)开展柴油机状态监测工作。
3改进措施及效果[1]
3.1处理与改进措施
(1)更换纸滤芯,按说明书要求清洗预滤器;(2)更换滚键的曲轴,调整供油提前角在规定范围内;(3)检查、调校喷油泵及喷油器,保证各缸供油量及均匀性,喷油器的启喷压力在规定范围内;(4)检查并按规定调整气门间隙,保证气门间隙在规定范围内;(5)冷却系统冷
却液加至规定容量范围内,且无渗漏;检查冷却水泵,确保供水量和压力在允许范围内,以实现强制冷却;检查冷却液PH值应在6.0～8.5之间,防止腐蚀冷却系统,确保冷却效果;(6)检查散热器散热效果:发现散热器出风量很小,散热通道污堵,导风槽热风倒流,造成冷却液温度居高不下。为此反复思考,改变过去常用的老做法,采用具有高温和高压性能的清洗机,沿风扇气流相反的方向对高、低温散热器表面污物油泥反复溶解和冲洗。此举除污效果立竿见影,油泥和污物被彻底清除,散热效率得到大大提高,柴油机冷却液温度被控制在合理范围之内。
3.2取得效果
柴油机热负荷下降,冷却液温度恢复到正常范围内,柴油机输出功率上升,并再次对同一台机组进行状态检测,综合诊断结果优于上次。
4现场应用及推广情况
在做了大量细致的分析和研究之后,首先在40416JS钻井队按照上述方法进行检查维护,并进行长时间带负荷(泵压15MP,排量30L/s)试用,冷却液温度控制在正常温度范围内,柴油机输出功率上升,仅用一台就能满足正常作业的要求,单台柴油机最深钻至近2800m。从2008年6月开始在45768JS、32651JS等5个井队进行推广,都收到很好的效果。另外,在卡特和沃尔沃等柴油发电机组上使用同样方法进行处理,柴油机热负荷下降,冷却液温度控制在正常温度范围内,柴油机输出功率上升。6结语
综上所述柴油机冷却液温度是否合适,对柴油机的工作性能有极大的影响。根据钻井作业需要,实事求是、科学合理地使用柴油机,把柴油机温度、负荷控制在合理范围内,既减少油料消耗,又降低生产成本,还减少废气排放,保护了环境,具有良好的经济效益和社会效益,值得全面推广。
