钻井是石油行业的核心,是一个石油企业竞争生存的基础,其成本的高低和排放物的多少直接影响到一个企业的生存和发展。因此,降低成本和节能减排就成为了石油企业目前亟需解决的两大难题,而钻机动力气化是目前一举两得、最有效的办法之一。本文通过对混合燃料技术在深井钻机上的适用性及其对柴油机性能的影响,燃气机组在深井钻机上的适用性及系统试验研究;形成了深井钻机动力气化配套技术;实现了深井钻井节能减排、降低成本的目的,提升了市场竞争力,提高了勘探开发综合效益。本论文取得的主要成果如下:(1)以HZM(Heinzmann海因兹曼)混合燃料技术形成了深井钻井动力气化配套技术,分别在卡特机组和济柴190机组上试验验证了技术可行性,为钻机气化建立了示范作用。(2)通过室内试验和现场测试,验证了钻井气化配套的CNG(CompressedNatural Gas压缩天然气)减压撬、LNG(Liquefied Natural Gas液化天然气)气化撬、天然气与柴油机的切换装置、大功率燃气机沙漠冷却装置等关键配套设备,能够满足沙漠恶劣环境的使用要求。(3)通过天然气替代率测试系统;系统地测试了各种气化技术的油气当量比,找出了深井钻机动力气化的最佳替代率为43%时,动力性能和原机基本相同,各种工况都能达到较好的机组性能。(4)针对纯气机负载响应和变载荷承受能力差的难题,对配套400kW、800kW储能缓冲装置进行了现场试验,试验结果能够满足钻井工况要求。