略谈平台电站容量的确定方法

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1电动钻机的负载特点

纯钻井时，泥浆泵和转盘同时工作。由于钻压、钻具强度的制约，转盘的工作扭矩与转速均受到一定的限制，致使转盘功率比泥浆泵功率小得多。纯钻井时泥浆泵的负荷最大，通常泥浆泵和转盘又一起运行，所以纯钻进的载荷极大地影响着电站的功率情况。泵压随着井深的增加而增加。每钻进一个单根需要2~8h，即转盘和泥浆泵连续运转2~8h。接单根时所需时间1~5min。此时泥浆泵要暂时卸载，转盘也停止运转。在电动钻机的工作时间内，钻机的负荷是由直流钻井电动机承担。因此,研究电动钻机电站功率的计算，必须首先了解钻井电动机的载荷特征。钻机的运行工况电动钻机的负荷状态随着钻井深度、钻井工况的差异有很大的变化。对各种不同钻井工况的调查分析，其对应使用的主要钻井机械由绞车、转盘、泥浆泵、固井泵组成。平台的电力主要消耗包括转盘、泥浆泵和绞车等。转盘和泥浆泵联合工作于纯钻井工况，绞车单独工作于起、下钻工况。钻进时工况分析通常每钻井9m单根所需要时间1.77~7.6h，接单根时间为1~5min,纯钻井过程是钻机连续生产时间，起、下钻过程是钻机断续生产时间。可以看出，纯钻进时间比起、下钻时间长。钻井电动机的载荷状况起、下钻工况。绞车的功能是起、下钻。钻机钻一口额定井深的井时，下钻时大钩上的载荷是从大钩的自重增加到该钻机的额定钻深时的钻具重量。而起钻时，是按依次减少载荷，可以由每下一个立根看到一个工作周期。纯钻进工况。由以上分析可知，驱动转盘和泥浆泵的电动机是属于连续负荷长期工作制。

2电站功率的计算

2.1电动钻机的最大用电负荷计算

电站功率由以下几方面确定：转盘功率。转盘最大输入功率主要有220、260、370、410、480和520KW等几种规格。和泥浆泵、绞车相比，转盘功率小，又属于连续负荷长期工作制，所以按全功率运转计算。泥浆泵功率。现场使用最多的是额定输入功率为670、970和1190KW有一种上规格泥浆泵。在纯钻进工况中，泥浆泵的平均负荷为额定负荷的0.85~0.88倍。而泥浆泵的负荷范围是额定负荷的0.7倍。表层钻进时开动双泵或多台泵，又属于连续负荷长期工作制，所以泥浆泵需要的电机容量由下式计算

（1）绞车功率。视钻井深度，绞车最大输入功率有560、750、1120、1500和2250KW等几种。由起、下钻工况分析可知，绞车属于断续负荷适时工作制。它的工作特点是重复性和短时性。驱动绞车的电动机运行时，其输出功率不断变化，电动机内部损耗在变化，它的发热和冷却在不断变化。根据“电力拖动”的原理，这种运行方式按等效功率法计算、选择电动机容量：

（2）Pj短时运行功率；运行时间；运行时间与停止时间之和。在充分考虑绞车电动机运行时重复性和短时性的同时，还要注意绞车的利用率,视钻井的机械化程度、自动控制仪表和钻井工艺的科学性选取。在纯钻井过程中，绞车转盘和泥浆泵不同时工作，但有时候处理事故也需要绞车配合转盘、泥浆泵同时工作，所以电站功率计算中仅取绞车等效功率的1/4。④辅助设备功率。在电站功率计算中还应包括泥浆净化设备、井口机械、钻井过程中各种油泵、水泵、压风机及生活、照明用电等。

2.2钻井平台的最大负荷

在各种不同形式的海洋石油钻井平台中，非钻进时间内用电量最大的自升式钻井平台升桩腿时用电量最大，但是也远小于平台钻机在钻进过程中的用电量。陆用钻机或钻井平台用电量最大都出现在钻井状态。在纯钻进工况中又以浅层钻进时用电量最大，电站负荷处于高峰，所以在研究计算钻井平台的电站功率时应以浅层钻进为基本依据。

2.3电动钻机平台功率的计算

公式中钻深功率系数，钻机设计时：钻深；钻深;钻深;转盘最大输入功率；泥浆泵额定功率；绞车最大输入功率；钻机总传动效率，对SCR电驱动钻机取0.86；———绞车功率利用率，取0.6~0.88；———辅助设备功率，按绞车功率<750kw,取200kw；1500kw，取300kw；2250kw取600kw。部分经变压器降压到400v或440V交流，供电给辅助设备及生活、照明。对公式的校验利用渤海六号钻井平台的参数对公式进行验证。渤海六号钻井平台配备绞车功率为1500kW，钻井深度为4500m，泥浆泵台数为2台，每台功率为970kW,转盘功率为300kW，传动方式为SCR，利用公式计算得出电站总功率应为2872kW，实际工程为渤海六号钻井平台配备4台930kW的发电机，其中三台正常使用，一台备用，由此发现，由公式计算所得的电站容量与实际工程中配备的电站容量相近，符合较好。单台发电机组的功率和台数。由前面的公式计算出电站功率，可按下式计算单台发电机的容量；式中n正常运转发电机的台数,通常取。在考虑一台备用机组时，一般电站装机容量2~5台。根据计算得的PG值，再选取标准产品的额定容量PHG。

3结论

本文对平台设备的用电情况分析，总结出主要的用电设备的功率消耗规律，通过回归的方法得出计算公式，该公式可以比较准确地计算出平台功率的消耗量，对于平台的前期设计有一定的帮助。该公式适用于各种装有电驱动钻机的非自航海洋钻井平台和陆用类型的电驱动钻机，至于绞车和转盘分开驱动或联合驱动，固井是否采用电驱动，都对计算公式的准确性无影响。

作者：赵雅静张达李阔单位：辽河石油职业技术学院