海洋石油工程电气节能技术应用分析

2023-12-22朱永亮

石油化工建设 2023年7期

朱永亮

中海油能源发展装备技术有限公司天津 300450

为了保证海洋石油工程的稳定发展，应将电气节能技术充分的吸引进来，优化电气节能技术的细节，保障海上电能的安全可靠，使油气生产工作安全的进行。海洋石油工程的电气节能系统作为重要的海上开采工作动力，直接影响着石油开采的质量，因此相关部门要重视起来，做好电气节能技术的创新。

1 海洋石油工程电气的能源损耗

1.1 发电机损耗

在海洋石油工程的建设当中，发电机是非常重要的一个部分，一般来说发电机被分为主发电机和应急发电机两类，还包括蓄电池组，这都是为了保障海洋石油工程做得充足准备。如果海洋工程的电气系统一旦出现了一些问题，应急发电机就可以立刻发挥作用。这也成为了海洋石油开采的重要电气来源。与传统的发电系统不同，发电机的各部分都可能会出现问题，并且无法控制且整体消耗比较大，如果使用的比较频繁也就在无形之中增加了发电机设备出现故障的几率。不仅会影响发电机正常运行，还会严重的阻碍海洋石油工程的开采效率。

1.2 变压器损耗

低压变压器是比较常见的海洋石油电气工程中的基础电气设备，这也就导致了海洋石油电气工程中这一环节最容易出现问题。在现有海洋石油电气工程当中，如果不能及时的进行调节，将会严重的影响变压器的运作规律，使海洋石油的电气设备无法保持规律的运作状态，同时变压器的消耗也会给海洋石油工程领域带来严重的经济损失。

1.3 线路损耗

海洋石油工程的电气设备与电路的关系比较近，在海洋石油工程建设工作当中，由于电路的线路比较复杂且分布十分的广泛，整体电路结构也非常复杂。更容易产生电力损耗。如果线路的损耗问题恶化还会受长短、负载力的影响。由于陆地与海洋的距离不同，线路的连接长度也无法统一。自身也会产生一定的消耗，在加上连带的配件比较多，如果没有及时的进行处理，也会产生大量的线路消耗。

1.4 其他损耗

除此以外，海洋石油工程当中，还包含着多种配套设施，由于这些设备的方法环境和用法有所差异，在不同的条件影响之下是否会产生消耗也成为了海洋石油工程需要重点研究的话题。同时也要对消耗情况进行连接，避免产生并发性的消耗造成经济上的损失。

2 海洋石油工程电气系统的特殊性

海洋石油工程的电力系统存在的意义是为了满足海洋石油工程的供电，随着海上油田规模的不断扩大，油田工程中的电气系统也在不断的发展与变化当中，因此普遍性成为了海洋石油工程开发的主要特点，但同时还具有一定的特殊性。

首先，海洋石油工程中的电气系统本身就具有一定的局限性质，由于是为了海上石油开采提供电力支持，因此电力系统就应该考虑由陆地向海洋钻井平台的供电效率。一般海上油田的电源都在船体的附近，只能使用海底的电缆来强化电气联系，才能满足海上开采平台的用电需求。并且海上电缆的分支比较多且线路较短，意味着海洋石油工程的电气系统比较复杂。另外，在海洋石油工程当中存在着较多的电气设备，通过高次谐波在海底的电缆进行传播，如果出现波形畸变还会影响变压器的正常工作，导致测量不精准，进而影响电气的整体质量。

大量的非线性设备有助于节能，特别是在较小的电力系统中，能够避免资源的浪费。由于海上平台对于电能要求相对较高，如果缺少强大且完整的系统，将会影响发电机的正常发电，导致供电线路较短，使电力系统的负载比较多，只有这样才能保证电压足够的稳定。

作为国民经济的重要支柱，海洋石油工程的用电需求非常大，因此要做好技术细节的优化，才能给海洋工程节省不必要的资金支出。由此可见大力发展海洋石油工程的电力系统节能有多么重要，保证完成正常的油气开采工作，提升海上用电的安全可靠，减少经济支出实现海洋石油工程的经济效益最大化。

3 海洋平台节能措施

3.1 应用节能技术

3.1.1 实施优快钻井技术

海洋平台的节能基本的措施是靠钻井施工节能，随着科学技术不断发展，钻井技术也得到了提升，也在一定程度上缩短了钻井的周期，降低了井下安全事故发生的几率。同样也降低了燃油、配件等一些基础生产物质的损耗，实现降低钻井成本和能源消耗的目标。建几年来海洋平台的出现，更好的促进了钻井技术的创新，并也得到了广泛的应用。

3.1.2 导向钻井技术

通过对传统钻井技术的革新，在钻井作业当中采用新型PDC 钻头与动力钻具和MWD 钻井组合的搭配方式，可以用一套设备就能完成定向段、增斜段等不同斜段的施工。这样一来不仅缩短的施工周期，也控制了井眼轨迹的平化程度，保障井眼轨道更加规则的运行，进而实现优质快速钻井的目标。

3.1.3 交流变频技术

海洋平台的电传动系统应按照驱动电机进行分类，分成直流电传动系统和交流电变频系统两个部门。在两者的比较之下，交流变频技术的优势得到了充分的显示，例如交流变频电传钻机能够提升整体传统的效率，控制绞车转盘的内部变速，并实现无极调速的目标。并且交流电机由于没有碳刷换向器，使电力运行更加安全可靠操作性更强，也具有良好的保护功能，进而有效的维护电机系统，后期的维修保养费用也比较低。交流变频电传动系统的负载能力比较高且能量消耗较低，因此大多数海洋平台都在应用交流变频传统系统。

3.1.4 滤波与功率补偿技术

现阶段一些比较成熟的海洋平台，都在应用SCR 装置进行钻井，一些大功率的装置会造成电网功率较低，其中还含有大量的高次谐波和寄生脉冲，也意味着给电网平台造成了严重的污染。其中出现的问题有发电机效率和稳定性有所下降，电缆或者电压器或出现温度过高的问题。在用电设备之间互相干扰和损害，也会对设备造成敏感的影响，进而导致设备短路或者出现误操作的现象，导致电容器出现过载的故障，使平台设备的运行可靠性得到了提升，避免钻井出现故障，也在一定程度上实现了节约成本的目标。

3.2 实施技术改造

3.2.1 采用可调风扇

散热器风扇能消耗掉一定的热量，并且不会占据发电机总功率太多。随着发电机负荷的不断降低，风扇工作所产生的功率消耗占比就会有所提升。一般情况下发电机都是低负荷的运行状态，就可以采用两档风速的可调风扇进行调节。当负荷运行过大时，发电机的冷水温度却比较高，可调节风扇的运行速度也会有所提升，也满足了电气设备的散热要求。当不钻井或者负荷相对较小时，发电机的散热能力就会变小，此时控制信号就能控制风扇的速度，进而降低风扇的整体功率损耗。

3.2.2 雨水回收及海水淡化

一把情况下，海洋平台的淡水是为了满足海上工作人员的生活需求，卫生需求和固井作用占用较大的比例。由于海洋平台离陆地距离比较远，主要依靠船舶运输进行补给，所以资源显得非常珍贵。近几年来，为了节约成本降低整体消耗，对海洋平台进行了专门的技术改造，也实现了多种用途取水的方式。通过对管路的改造，也实现了对甲板上水资源的回收与利用。另外也可以安装淡化装置，实现将海水转换成淡水的目标，最终提升整体淡水产量。

4 关于海洋石油电气工程节能的思考

当找到影响因素之后，就应该采取针对性的方法来解决，在整个操作过程当中，最重要的就是解决方法是否妥当，只有情节合理才能有效的提升整体运转效率。首先要选择科学合理的运作方法，保障海洋石油工程的电气节能技术的发展。通过对各个细节的合理设计，去调节电气系统的内部结构，才能保证电气系统畅通无阻，同时也有效的把握深度，降低这一过程中不必要的损耗。通过制定科学的方法来提升整体运作效率，才能避免出现资源损坏，达到节约资源的目标。

同时，还要考虑电气的线路问题，确保电气设备运行不超过最大负荷值，避免超负荷现象的出现而引发的事故。同时要对集结进行修改，正确的调整部分结构，当温度上升时，可以将电伴热变压器切除，能够避免资源的消耗，同时降低设备的应用风险。并且也要定期的进行设备的检修和保养，优化电器系统确保资源消耗得到控制。