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节能技术分析

时间:2022-12-12 11:37:16

导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的1篇节能技术分析,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

节能技术分析

节能技术分析1

电力系统在生产和生活的地位举足轻重。建筑电气工程中,既要确保工程的施工质量,又要尽可能降低不必要的能耗,以达到可持续发展的目标。因此,必须充分认识到电气节能技术在建筑电气工程中的作用,深入探究该技术的实际应用方法,从而更好地运用到实际工程中。

1建筑电气工程与节能技术

1.1建筑电气工程概述建筑电气工程主要以电力科学技术为手段,在建筑工程中运用先进的信息科学技术理论和电力科学技术,为建筑工程提供全方位的服务。随着科技的飞速发展,我国对数字化城市、绿色生活、智慧建筑的要求越来越高。将现代信息技术应用到各个行业中,对传统建筑业进行改造是建筑行业发展的趋势。建筑智能化是一种新兴产业,与现代信息技术有着密切的关联。建筑工程的智能化为人们提供了舒适的工作和居住环境,带来了空前的经济效益和巨大的社会利益,未来仍有着广阔的发展空间。

1.2电气节能技术的应用现状随着城市化的迅速发展,我国的社会经济也在不断发展,各个行业都取得了很大的进步,尤其是建筑行业。我国建筑行业的能源消耗占全国能源消耗总量的1/3,因此必须通过科学的节能技术减少整个行业的耗能量。目前,我国各有关部门都非常重视电气节能技术的发展应用,出台了相关政策,但是与其他发达国家相比仍存在着巨大差距。尽管很多企业都意识到电气节能技术的优越性,但是该技术在实际工程中并未得到充分应用。因此,在制定节能措施时,必须进一步统一规范,强化法律的约束力,以改善电气节能技术的应用现状。

1.3电气节能技术的应用原则

1.3.1符合建筑相关标准的原则建筑是一个系统的项目,而电气节能是其中的一部分。节能设计方案应按照建筑相关标准和规范进行,其具体要求有:通过优化电网结构合理利用电力资源,降低能耗,从而达到节约用电的目的。因此,在建筑工程中,必须严格遵循国家有关安全技术规范进行设计,创造安全、稳定的用电环境。

1.3.2环保节能原则在建筑工程中,电气节能技术的核心就是环保节能,倡导采用绿色的电力设备,以减少能源浪费及对环境的污染。在建筑电气工程中,电气节能技术在每一个环节的应用都应秉承环保节能原则,这也是电气系统施工人员必须认真研究的课题。

1.3.3适用性原则适用性原则是建筑工程电气节能技术能否得到发展和运用的重要理论依据,也是衡量可操作性的一个重要指标。建筑工程中电气设备使用的适用性,为整个建筑提供了与人们的生活和工作需要相适应的物质条件,确保了建筑内部的良好环境,维护了有关工作正常进行。另外,在建筑工程电气节能技术的设计和应用中,是否能够实施节能技术,关键在于其经济适用性。经济适用原则是以建设项目的实际经济效益为出发点,采取多种措施,降低建设项目成本,达到电气节能技术指标,为建设项目带来最大的经济利益[1]。

2电气节能技术的应用问题

2.1技术水平低,管理制度不完善在我国建筑工程电气自动化技术应用中,经常会出现各种问题,通常是由生产成本超支、产品质量不达标以及人为操纵不当等因素造成。究其根源主要是因为我国电力工程施工中缺乏现代技术手段,技术水平低,导致工程监理工作中存在一些问题。另外,管理制度不完善,导致管理体系存在漏洞,一旦出现问题,无法按照规章制度来追究相关责任。而且由于管理体系中处理问题的方式大多比较笼统,极大地影响了约束条款的有效性[2]。

2.2应用范围急需扩大目前,在我国建筑电气工程建设过程中,智能化技术的运用水平存在诸多不足,其应用领域还有待进一步扩大,电气系统管理、故障监测以及电力设备的优化是实现智能化的关键。在今后的发展中,智能化已成为未来发展的趋势,智能技术的应用也将越来越广泛,因此需要深入研究建筑电气的智能化方面[3]。

3电气节能技术在建筑工程中的应用

3.1空调系统节能技术建筑电气工程进行节能优化设计的过程中,相关人员必须提高对空调系统节能技术的重视程度。由于配电网络中存在大量问题,这些均会造成大量的电能消耗。因此,技术人员应结合实际情况以及中央空调的技术规范和能源需求,与有关电力部门进行科学合理的沟通,并根据需求调整相应的供电线路,保证所安装的配电网科学、合理,从而能够在空调系统中应用更多的节能技术。同时,技术人员还需要合理优化中央空调的内部结构,使其能够独立管理中央空调的温度、湿度,以便达到较为完善的配置。另外,还要对能源节约技术进行科学的研究和应用,达到合理利用节能技术的目的[4]。

3.2照明系统节能技术在建筑景观照明设计中,电气节能技术人员应采取调压、调频等技术,以达到节能控制的目的。例如,针对电力供应中后半段的电力负荷偏小、电网电压偏高的特点,技术人员可以利用自动化的节电系统,达到调压和频率调节的目的。在数据网络系统构建中,将无线遥控器和无线通信技术相结合,并与电网的配电箱相连,对其进行远程监测,从而控制项目所处电网[5]。这一过程需要电气节能技术人员按照照明规范和照明模式的要求进行系统的设定。

3.3变压器的节能方法建筑电气工程中,采用了较多大容量的变压器。根据统计,在发电、供电、用电的过程中,由于变压器自身的有功和无功的双重损失,采用节电技术减少损失是节省能源的关键。为了减少电力系统中变压器的损耗,可以采用以下2种方法。第一,采用节电变压器。目前,国内已出现一些节能变压器,其产品质量达到使用标准,整体功耗比普通变压器降低25%左右。第二,选用符合要求的变压器。在施工过程中,应结合实际情况,合理确定变压器的容量和数量,并将采购与运输成本结合起来,以节约项目成本。

3.4动力系统应用中的节能措施对于电力系统,由于其生产、供给均由对应的生产厂商提供,因此必须从实际操作过程实现节能管理。而且在设备运行中,相关技术人员可以有效避免空载现象。若在此期间发现电力系统的相关工作负载有明显降低的征兆,则有关技术人员应适当调整所涉及的频率装置,确保运行速度能够与当前电网的实际情况相适应,从而实现无空载的节能目标。此外,相关技术人员应明确剖析总体供电状态和相关设备的结构特点,以便根据实际情况采用更加合理、完善的方式进行合理的布局。为此,相关主管必须对各大楼各层进行分组作业,并充分利用各楼层的楼梯管理体系,确保多个楼梯系统协调一致,各系统之间形成良性交互,最终实现对楼梯系统的整体管理。在管理期间,如果出现部分动力系统暂停工作的现象,应立刻停止该部分系统所对应的电力供应,并等到系统恢复正常后再继续供应电力,以防止资源浪费。

3.5通风、排水与暗室设计方面的节能技术节能技术还可以应用于通风、排水和暗室的设计中。第一,在通风方面的运用。必须与智能控制系统相结合,并根据实际情况进行相应的管路设计。第二,在排水系统方面的应用。节能排水技术要求采用相应的变频调速设备,进行负压供水,以达到节水、节能、净化水质的目的。第三,在暗室设计方面的应用。暗室主要是指地下室和电梯之间的密闭空间,必须具有紧急且足够的电力供应,以便突发事件发生时能够及时处理。尤其对于电梯这种日常使用频次较高的场所,要保证安全、节能,因此必须根据设计图布置线路,以减少能耗。

3.6电动机节能技术在工程建设中,电机与暖通设备、管道设备以及建筑设备等相匹配,为了便于使用,通常选择同一厂家。电动机的节能技术一般在运行阶段得以充分体现,但要确保工作性能,实现全过程的节能,就必须了解其选用原理,并根据特点选用合适的型号。在实际工作中,采用励磁方法可以有效调整输入端的电压、电流,而异步电动机具有一定的功率因子,通常维持在0.8左右。因此,当需要使用大容量的发电机时,一般会选择同步电动机。

4电气节能技术的应用策略

4.1提升电气系统功率因数在电气系统发展和运行的过程中,通过科学、合理的方式提高该系统的功率因数,可以有效减少变压器的损失,达到节能要求。提高系统功率因数的有效途径有以下3个。第一,采用电容实现无功补偿,持续提高整个系统的运行速度,其工作原理及关键在于将电容器所产生的电能转化为无功功率,以消除滞后与补偿功率造成的作用力,从而有效降低工作中产生的损耗。第二,在电力设备与调速方式相同的情况下,单靠自然功率不可能维持工作,而采用无功补偿装置,可以有效降低线路损失。第三,对电力集中的地区进行补偿,确保电力设施的正常使用。

4.2合理优化供配电线路系统通过配电网的连接,可以实现供电和负载控制的一体化。但是,电力供应与分配过程中仍然存在一些缺陷,其中最主要的问题就是电力的大量损失。因此,在进行供配电网规划时,应着重考虑如何合理规划配电网,尽可能减少配电网的连接和供电线的使用,降低电网损失,达到节能效果。合理优化电力系统的线路,主要采取如下措施。(1)合理选用导线材料。应充分考虑各种金属材料的电阻率导线的损耗与导线的电阻有密切的关系,因此,在选用导线时,应遵循经济实用的原则,选用低电阻率的材料,目前铜芯电线较为符合需求。(2)减少配线。线路缩短的距离越多,损失也就越大,可见线路损失与线路长度有着密切联系。因此,在进行供配电网设计时,应尽量避免采用配线连接,以减少配线,使配电网与负载中心直接毗邻。例如,为了降低输电线路损失,需要让输电线路尽量接近负荷中心。此外,由于很多高层住宅都会发生分支线路逆向供电的不良情况,导致电力损失很大,因此在设计时应为每1座竖井配设1条主干线,以减少分支线路的逆向供电。(3)限制空载运行。在所有供电和分配系统中,电动机和其他很多电气设备都会处于无负载运行状态。这就使得无法充分利用电力,从而产生大量的电力损失。因此,设计人员可以采用高功率的同步电动机替代异步电动机,降低线路损失。

4.3建筑节能的计量与管理在施工过程中,计量管理是衡量建筑能耗情况的重要手段,使用者只能通过计量器具了解建筑能耗的基本情况。因此,相关单位在进行建筑电气节能设计时,应对其进行严格的计量管理,每一个地区的能耗,不管是居民还是小区,都需要单独测量,这样才能更好地掌握能耗的基本情况。同时,还要做好相关记录,以便更好地理解和分析建筑电气节能设计和运行效果。对一些耗电较高的电气设备,也要进行监控和测量,防止装置出现故障。另外,应对电气系统的节能设计进行严格的计量管理,以防止因计量失误造成的能耗损失。

4.4重视节能新技术目前,电气节能技术在我国建设工程中的应用越来越广泛。要加强电气节能设计的投入力度,并不断完善工艺技术,降低经济发展对生态环境造成的负面影响,全面实现绿色节能经济的基本需求。此外,还需要加强对新技术的研究和开发,以及新的技术和设备的推广与应用。从当前电气节能技术和新能源技术发展等方面来看,政府也要从财政上给予扶持,加强对建筑电气节能设计的管理。

4.5巧妙利用自然光为了达到更好的节能效果,必须严格遵守国家有关的节能要求,要充分认识到自然光的作用,创造出良好的自然光线进入环境。也就是说,必须加大采光孔,加大采光面积,并选用透光率高的材料,最大限度利用自然光。此外,合理设计建筑内部的色彩,以浅色调为主,这样也可以充分利用自然光线。

4.6重视防火设计有效预防民用建筑的电气火灾,必须对其进行合理的消防设计。在设计时要严格遵循有关设计标准,注意技术上的一些小问题,以达到预防电气火灾的目的。在进行电气系统设计时,要充分考虑电气设备的负荷问题,避免因长时间使用或负荷过大而导致火灾。在选择材料时要选用正规厂家生产的材料,以达到家用负荷需求,有效避免家庭电气设备着火。

5结语

随着经济水平的提升,人们的生活水平也不断提高,电能的利用对人们的生活质量产生了一定的影响。因此,有关部门应加强利用先进的能源技术和设备,以保证能源的利用率和品质,从而提升建筑及有关单位电气系统的运行品质,促进电气节能技术的发展。

作者:谢建国 单位:甘肃第一建设集团有限责任公司项目经理

节能技术分析2

在夏季用电高峰时段,空调系统的用电量约占建筑总用电量的40%以上,能耗量巨大,节能需求十分迫切[1]。多联机空调系统具有灵活、高效、无需设置专用机房等特点,因而广泛应用于办公建筑。多联机空调系统为风冷式,即通过室外机组的机械排风气流使得冷凝器换热翅片与外界空气进行对流换热以带走室内余热。由于我国广东地区夏季室外气温较高,仅依靠风冷冷却实现的对流换热量较为有限,导致压缩机功耗增大,空调机组能效比降低,运行工况欠佳也会缩短空调机组的使用寿命。根据卡诺定理可知,室内外的温差越小,即空调制冷循环的蒸发温度和冷凝温度差值越小,耗电量就越小。相关研究表明,空调室外机组工作温度每降低1℃,其单位制冷量对应的用电量将下降3%~4%[2]。因此,采取降低空调系统冷凝温度的措施可以有效减少空调室外机组的用电量。

1喷雾降温工作原理

水从液态到气态相变吸收的热量约为水升温1℃吸收热量的539倍,空调系统室外机组的喷雾降温技术是利用水雾化蒸发吸热原理,用高压水泵将水雾化成粒径为3~10μm颗粒水雾喷洒在室外机翅片处。微细粒状水雾吸热汽化,在汽化过程中,水雾体积膨胀变大,吸收并带走冷凝器换热翅片表面及周边的大量热量,降低翅片表面和周边环境的空气温度,以达到改变冷凝器进风温度进而改善压缩机运行工况的目的[3,4]。该技术是在不改变空调机组冷凝器既有散热面积及通风量的情况下,增设喷雾装置,由水雾微粒汽化带走冷凝器的热量,使得室外机原先单一的风冷冷却方式变成风冷(显热)和雾化(潜热)冷却相结合的混合式冷却,并可降低室外机冷凝器周围的环境温度和室外机翅片表面温度,从而降低冷凝器的冷凝温度和冷凝压力,减少压缩机的高低压差,提高设备制冷效率,有效优化空调机组压缩机的运行工况,不仅可延长压缩机的使用寿命,而且能够实现空调机组的节能运行[5]。喷雾降温系统结构简单,安装方便,节能效果可达5%~10%。

2应用案例项目介绍

2.1空调系统室外机组情况广东地区某办公大楼的总建筑面积为20020m2,其中6~18层采用多联机空调系统进行供冷,各层的空调系统相互独立。为保持建筑外立面的统一美观,6~15层的多联机室外机组安装在建筑外部加装的封闭平台(6~15层均有),平台靠外侧设置有玻璃幕墙与遮阳百叶,形成了局部密闭空间,各层封闭平台处的机组数量均为2台,为提升排风效果,机组的排风口处连接有金属风管;16~18层的多联机室外机组安装在屋顶天面(露天无遮挡),天面处的机组数量为7台,机组直接向上部空间排风,无外接风管。整栋建筑多联机空调系统室外机组总计27台,设备详细情况见表1。

2.2喷雾降温系统组成情况针对上述政府办公大楼6~18层采用多联机空调系统的实际情况,设计并建设了喷雾降温系统。系统总计使用了342个雾化喷口,每个室外机组安装了9~15个喷口,各型号机组对应的喷口数量如下:GMV-300W/A为9个;GMV-450WM/B为12个;GMV-615WM/A为15个。喷口上下间距为300mm,固定用立柱左右间距250~300mm,喷口与多联机空调室外机组翅片表面距离为200~250mm;喷出高压水雾粒径3~10μm,喷口为离心式,喷雾角度30°~60°,流量10~25ml/min;系统的支管和干管分别由高压聚乙烯(Poly-ethylene,PE)管和液态不锈管构成,其公称压力分别为7MP和12MPa。系统的高压喷雾主机工作电压为交流380V,额定功率为2.2kW,额定喷雾量为720L/h;主机中的高压柱塞泵将进水由低压的0.3MPa提高到稳定的高压2~7MPa,主机内部设置有储水箱,能够实现自动补水,并可手动设置出水压力,且保持恒压供水。系统总计使用了27个电磁阀、27个温度传感器(分别对应27台空调室外机组)和1个温湿度传感器,电磁阀安装在各空调室外机组的末端喷雾管路,实现对喷口的启停控制,温度传感器加装在空调机组的外接排风管内或风机外侧,温湿度传感器安装在屋顶天面处,用于监测室外环境空气的温湿度。系统使用可编程逻辑控制器(Pro-grammableLogicController,PLC)来实现对高压喷雾主机和末端处各电磁阀的启停控制,在屋顶天面和6~15层各处的封闭平台均安装了PLC控制柜,基于传感器监测的机组排风温度与室外空气温度,结合时段控制,实现对高压喷雾主机和末端处各电磁阀的启停控制。

3节能效果测试分析

3.1测试工况测试日期为2020年9月的某个工作日14:00~16:30,当日的天气条件为多云,日间平均气温约为35℃,测试对象为6~15层封闭平台和屋顶天面的各处室外机组在喷雾开启与停用两种状态下的运行情况,测试参数包括机组的运行功率、排风温度和周边环境的温湿度等。在当天的测试时段内,大楼部分区域的办公室和会议室等没有人员使用,因此空调系统对应部分的室外机组未开启运行。

3.2测试方法与条件等(1)测试方法。用功率计分别测试空调系统室外机组在无喷雾与有喷雾两种工况下的运行功率,用温湿度仪分别测试各处空调室外机组周边环境的温湿度,并根据加装在室外机组排风管内的温度传感器读取记录机组的排风温度。每种工况测试时长为5min左右,测试参数取测试时段对应的平均值;两种工况的测试间隔为5min左右;温度、湿度及功率值的记录时间间隔均为1min/次,对应的测试值取测试时段内的平均值。(2)测试仪器。功率计、温湿度仪、温度传感器、卷尺。(3)测点布置。各层的空调室外机组为同一线路,在各层的低压配电间配电柜对应线路处布置功率计1台,测试机组的运行功率。在各处室外机组进风口换热翅片前端约0.3m处布置1个温湿度仪,距地面约1.2m高。(4)测试条件。测试期间空调系统室外机组均正常运行,各办公室和会议室无临时使用或停用、人员长时间外出等供冷负荷突变的情况,大楼各层的多联机空调系统运行工况较稳定,室内冷负荷相对较稳定,各处(包括封闭平台和屋顶天面)机组周边环境温湿度的波动较小。

3.3测试结果与分析选取6层与16层两个代表性楼层空调室外机组,在无喷雾和有喷雾两种工况下测得的排风温度和运行功率测试值详见图1和图2。根据测试数据,空调室外机组的排风温度和运行功率测试数据都较为稳定,有喷雾工况下室外机组的排风温度和运行功率较无喷雾工况有明显降低,机组的效能得到优化。整个多联机空调系统在有、无喷雾降温两种工况下的运行测试数据如表2所示。由表2可知,应用喷雾降温系统后,空调室外机组的排风温度降低,温差最小值为2.2℃,最大值为5.2℃;空调室外机组的运行功率也相应下降,节能率最小值为5.75%,最大值为8.48%。设空调室外机组总运行功率值在无喷雾和有喷雾工况下分别为P1和P2,高压水泵的运行功率为P3,节能率为η,则系统的总节能率为η=(P1-P2-P3)/P1=(217.29-201.83-2.20)/217.29=6.10%。因此,增加喷雾降温系统后空调系统室外机组的总体节能率为6.10%。

4结语

基于对节能改造工程的测试,喷雾降温技术能够实现一定的节能效果,该项技术在短时间内能够使空调室外机组的排风温度降低2.2~5.2℃,系统的总体节能率达到6.10%。本文研究与相关测试仅限于某一具体改造项目的节能效果,实际上影响喷雾降温技术节能效果的因素较多,包括喷口布置密度、喷口相互间距、喷射方向角度、喷雾水量、喷口与冷凝器翅片表面的距离、喷洒持续时间及时间间隔设定等,这些均有待后续的深入研究。在非空调季停用期间做好喷雾降温系统养护是保证其正常运行的关键,同时应考虑空调室外机组换热翅片的防腐蚀处理,并在系统运行过程中做好维护保养工作,如定期检查水处理器、高压水泵、电磁阀和高压管道,以避免漏水与爆管,还应定期清洗更换水过滤器等。

作者:邹晓锐 单位:广东省建筑科学研究院集团股份有限公司技术人员

节能技术分析3

石油作为非常重要的资源之一,石油相关技术的应用是获取石油资源最有效的渠道。开采石油一般会运用钻采设备,该设备的性能与自动化技术联系密切。现如今,石油钻探技术逐渐具备了自动化特性,创新改进中运用智能控制模式,极大地提升了石油钻探技术的效率。石油钻探技术在行业内的应用更加普遍,石油钻机结构、传输、运输的基本形式均发生改变。为了进一步提高石油钻机性能,本文以石油钻机技术为对象阐述意义现状,并且提出其深入研发的建议。

1石油钻机技术应用的重要作用

目前,我国开采石油资源的环境极具复杂性,为了使钻井可以有序运转,石油企业要增加投入,尤其是在生产经营环节。对比产业部门,石油产业投资规模相对较大,而且承受负荷、风险也比较大。为此,石油企业为了保证石油开采效率和安全性,实现开采经济效益最大化,区域经济、社会生活要求务必保证契合度。结合实际需求升级相关技术、设备。石油生产期间,钻机技术非常重要。保证钻机技术稳定,可以为石油钻井的操作安全提供保障。根据积累经验,石油钻机在规定时间范围内,可进一步提高石油钻井作业效率,节约生产成本与费用成本。所以,基于目前石油开采发展形势,很多石油企业都认识到钻机技术的必要性,开始加大钻机技术研发力度。立足于实际发现石油钻机技术在我国依然处于发展阶段,为了保证石油钻机效能的真正体现,需要缩短国内外石油钻机技术差距,扩大石油开采规模。企业方面深入开展技术创新,构建具有多元化特色的钻机技术机制。结合石油钻机利用效果,石油钻机技术与目前我国石油钻探要求相符,这就全方位总结石油钻机技术的应用优势、实操经验,进行总结,以此推动我国石油钻机技术的全面发展。

2石油钻机技术现状

2.1钻机钻深性能满足勘探开发需求钻机制造技术研发在现代社会经济与技术发展的多重作用下,逐步提升了钻深能力,而且研发出各类型钻机,符合当下石油工业勘探开发的基本要求,甚至能够达到批量出口标准。基于该行业发展形势,越来越多的石油机械企业开始着手钻机技术制造,提高了在国际市场的竞争力。我国在石油钻机设计阶段,研发出9000m交流变频钻机,促进石油工程服务技术水平以及石油钻机技术的国际竞争力的提升。

2.2钻机移运性能符合各区域运作需求钻机移运性是非常重要的性能之一,石油钻机设计者在移运性的设计中得到了非常显著的成效。常规陆地钻机设计中引入模块化设计理念,无须在钻机现场使用更多的起吊设备,运输车次也相应减少,达到了节约成本的目的。技术与设备的创新,使得钻机移运性显著提升,支持在丘陵、沙漠等特殊区域的使用,并且达到产品集成化目标,有助于石油钻机在当前行业环境下的发展,钻井工程服务参与国际市场竞争期间也给予推动力。

2.3钻机传动性能满足国际市场需求目前,我国石油钻机技术水平的提升,受到社会经济、信息技术等的作用,石油钻机技术水平与性能均发生了转变,而且研发出了多元化钻机传动设备,比如,直流电传动、机械传动和交流变频电传动,这也表示钻机技术显著提升。应用交流变频电转动钻机,通过交流变频调速技术,可保证绞车、转盘、钻井泵达到无级调速的效果。由于实操中调速范围相对广泛,因此,绞车设计通常为单轴,借助减速器便可实现驱动。此外,钻机体积小、质量轻,一般不会轻易发生故障,因此,在达到低速输出基础上,还可以满足恒扭矩输出的要求。按照实际进行数控恒钻压自动送钻操作,直接提升钻井效率与质量,当出现突发性的井下事故,也可以快速做出处理。

3石油钻机技术与运用

3.1变频驱动技术石油钻机以前多采用机械传动,利用柴油机驱动,在此基础上,我国研发了直流驱动的电动钻机,此电动钻机属于陆地电动钻机,对石油钻机驱动技术也进行了创新。信息技术的飞速发展促使电子电力技术得到创新,也广泛应用于石油钻机的变频技术。基于目前行业发展形势,石油开采中变频驱动技术非常重要,变频点驱动钻机应用效果良好,钻进深度也可以达到10000m。与变频驱动技术相对应的电能驱动技术,其应用优势更显著,主要表现在低能耗、高效率等方面,也凭借这些优势代替了柴油驱动。采取变频驱动技术,可以帮助石油企业进一步实现节能减排目标。如今石油钻机的变频驱动技术,经过实践操作应用逐渐研发出全数字交流驱动电动钻机,设备结构更加简洁,操作灵活性高,即使石油开采环境复杂,也具有良好适应性。

3.2自动送钻技术以前开展石油钻井作业需要大量工作人员,劳动强度较大,而且工作效率不高,甚至存在一定的风险。现如今工业进入自动化、数字化时代,开始大力应用自动化控制技术。所以,石油开采行业自然也受到自动化控制技术的作用实现创新。采用钻井自动化技术,极大地保障了开采作业安全,并有助于节约开采成本。自动送钻技术在石油钻机技术范畴属于新技术手段,利用价值非常高。提高自动送钻技术利用率,钻机钻进期间无须司钻人员调节,自动按照设定规范实施钻压、钻速等一系列操作。这与自动送钻技术相比体现出明显优势,运转过程中摩擦力小,相比司钻操作技术,这种自动送钻的方法可以免受手动操作的影响,消除人工作业存在的限制性条件,有效控制摩擦力和井底钻进系数。自动钻井技术的应用具有极强的灵活性,国际市场中我国关于钻井的相关研究占据比较重要的位置,然而,钻机自动化层面依然存在很大的提升空间。如今很多技术人员在此方面给予更加深入的探讨,例如,设计了宝石机械管柱自动化处理系统,通过动力猫道、自动井架工、智能控制器,代替人力操作,降低劳动强度的同时,也改善了钻井环境。

3.3钻机网电改造节能技术石油钻井技术为了实现可持续发展的目标,需要达到“油改电”以及节能减排的目的。针对钻机网电进行改造,需要改进电动钻机、机械钻机网电,其操作流程比较相似,即油区内的高压网电为核心,发挥滤波装置、变压器的作用处理高压网电。待处理结束后,输出交流电到电控系统,驱动绞车和转盘一类的设备,为其提供运行需要的动力,也给钻井作业创造条件。

3.4激光钻井技术激光钻井技术的穿透力非常强,可以提高钻机钻进的速度。石油勘探过程中运用激光钻井技术,技术人员采用传感器、图像显示系统,可以实时输出钻机钻井相关数据。如此一来,技术人员在固定时间段技术人员均可得到所需数据,并结合实际优化钻井技术方案,提升钻井质效。除此之外,运用激光钻井技术,要想充分体现该技术的优势,需要石油计算机和自动化控制技术,加强激光钻井技术管理,技术人员结合实际需求调整激光钻井设备的参数,保证钻井作业实际效果。

3.5计算机集成控制技术石油钻机作业运用计算机集成控制技术,技术人员需要做好计算机软硬件的优化,定期升级软件与顶尖系统,才可优化计算机集成控制技术的应用效果,加强计算机控制能力。石油钻机中的诸多部件,立足运行环境这一维度具有极高的复杂。在计算机集成控制技术基础上,技术人员加强集成化管理,采用钻机仪表与监控设备开展集成化管理,可以从各个方面优化控制单元。除此之外,计算机集成控制技术的应用,为石油钻机赋予自我诊断功能,使设备监控功能更加完善。石油钻机内构建钻机运行体系,使技术人员可以按照石油实际开采要求调整开采程序,降低作业强度,缩短石油开采的时间,以达到节省开采成本的目的。目前,我国钻机集成控制技术还在发展、研究的阶段,基于全数字钻机电气控制系统,可以发挥微处理器优势对软件进行控制,以此表现出保护、显示等功能的应用价值。

4石油钻机技术研发建议

4.1石油钻机纳入战略装备范畴我国的石油资源相对紧缺,在社会经济的大力推动下,资源需求逐渐增加,使得石油消耗量加大,这也使得石油成为我国的一项重要的战略物资。基于目前需要解决的石油问题,提出如下3个解决方向:(1)立足于根本提升各个油田原油产量,提高原油采收率。(2)关注海外地区的原油产量。(3)缓解我国石油紧缺现状。石油开采时通常会采取前2点措施,但为了切实提升原油产量、采收率,石油先进的钻井技术非常必要,如此方可保证在钻井作业期间的安全性,以此来提高原油产量。为了提升单井产量,可以从钻水平井、老井侧钻、分支井着手,加强可采率,提高石油储量和油田采收率。这就需要运用到钻井装备技术,该技术运用效果和钻井技术运用效果有直接关系,若缺少功能完善且先进钻井装备,便无法持续性地运用钻井技术,也不利于提升油田单井产量、采收率。若原油进入极度紧缺的状态,便不能一味依靠国外进口,而是需要将石油钻机纳入战略装备范畴,深入研发石油钻机技术,发挥石油钻机作用保证石油作业安全,提高石油整体产量。

4.2增加技术研发成本投入现阶段,在石油钻井装备制造方面,发现很多企业并未给予足够的资金投入,因此,技术研发也只能根据合同订单展开,导致研发过程过于被动,无法实现提前投资、技术主动研发。为此,长期在此形势下必须增加科研经费,推动我国石油钻机技术的研发,也有助于提高我国石油钻机水平。立足企业视角,增加技术研发成本投入,还可展现其综合实力。例如,石油钻机制造厂一方面要在技术研究方面加大力度,另一方面,还需要以石油钻机技术为战略装备,推动社会经济发展的同时,还可以实现石油钻机技术在行业内的长效发展。为石油钻机技术、设备研发等项目提供经费支持,加强对石油钻井装备技术、相关产品的重视,从研发失败技术、产品中总结经验。此外,石油装备制造企业进行石油钻机作业期间,还需调控好各项经费投入比例,要求经费比例超过石油勘探研发企业。由于石油是以产品的形式存在,投入科研经费可以帮助、促进研发,探索开采石油有效性最显著的方法,产品制造企业为研发项目给予的经费投入,更多的是使用在原本不存在产品中,因此,无论是研究目的,还是最终使用目的,均存在明显区别,这就需要提高经费投入使用安排的合理性,确保经费得到有效使用,研发出效果更显著的石油钻机技术。

5结语

综上所述,石油作为重要能源,目前行业发展中需要重点解决能源紧缺的问题。石油钻机技术的应用极大提升了石油作业效率,并且在原有技术基础上提高了现代化水平,通过石油钻机的改进与升级,进一步满足当前行业发展形势下的勘探、钻机作业需求。此外,石油钻机技术在研发中,逐渐与自动化系统相结合,对比传统技术体现出自动化处理的优势,提高石油钻机运行效率,改变了石油钻机内部结构、传输与运输形式,在提高石油钻机运作质量基础上,也为我国石油勘探行业的发展提供了先进技术支持。

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作者:邹涛 兰福全 刘伟超 单位:中国石油集团西部钻探工程有限公司 中国石油集团渤海石油装备制造有限公司