鉆機(jī)智能化技術(shù)發(fā)展探究

陸曼

【摘 要】隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和智能化技術(shù)在工業(yè)層面的應(yīng)用日益廣泛，智能化技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿υ慈Ｔ谑托袠I(yè)中，鉆機(jī)的使用效率和質(zhì)量直接關(guān)系著石油開采的效果，與企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān)。論文主要對(duì)當(dāng)前我國鉆機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，指出智能化技術(shù)在鉆機(jī)中的應(yīng)用，希望能夠給相關(guān)鉆井工作提供一定的參考。

【Abstract】With the rapid development of science and technology and the increasingly wide application of intelligent technology in the industry， intelligent technology has become the main power source of current industrial production. In the oil industry， the efficiency and quality of drilling rigs are directly related to the effect of oil exploitation and closely related to the economic benefits of enterprises. This paper mainly analyzes the current application status of drilling rigs in China， and points out the application of intelligent technology in drilling rigs， it is hoped that this can provide some reference for relevant drilling work.

【關(guān)鍵詞】鉆機(jī)；智能化技術(shù)；發(fā)展探究

【Keywords】 drilling rigs； intelligent technology； development exploration

【中圖分類號(hào)】TE928 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）03-0173-02

1 引言

隨著石油鉆探工作的不斷深入和石油鉆機(jī)應(yīng)用技術(shù)的不斷進(jìn)步，鉆井工程行業(yè)將智能化技術(shù)引入到鉆井工作中，以減少鉆井過程中對(duì)人員的需求，解放人力，用自動(dòng)程序代替高危區(qū)域工作的人員，保證生產(chǎn)安全和提高生產(chǎn)效率。

2 鉆機(jī)智能化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 應(yīng)用變頻與直流傳動(dòng)技術(shù)

在石油鉆井行業(yè)中，電力拖動(dòng)技術(shù)已成為石油生產(chǎn)行業(yè)中最為重要的生產(chǎn)技術(shù)之一，其速度優(yōu)勢(shì)和傳動(dòng)優(yōu)勢(shì)能夠明顯提高石油行業(yè)的作業(yè)效率。電力拖動(dòng)技術(shù)的發(fā)展使電機(jī)和變頻器成為電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)最重要的配置。直流傳動(dòng)因其良好的性價(jià)比，該類鉆機(jī)近年來的市場(chǎng)表現(xiàn)良好。根據(jù)主驅(qū)動(dòng)電機(jī)數(shù)量的不同，變頻驅(qū)動(dòng)方式可以分為多傳動(dòng)模式和單傳動(dòng)模式，多傳動(dòng)模式的技術(shù)水平較高，生產(chǎn)速度更快，性能穩(wěn)定；單傳動(dòng)模式兼容性強(qiáng)，成本低廉，具有經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)。

2.2 規(guī)?；瘧?yīng)用電機(jī)直驅(qū)模式

在鉆機(jī)運(yùn)行過程中，原動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)盤與鉆井泵和絞車之間運(yùn)行轉(zhuǎn)速差距明顯，變頻技術(shù)與PLC技術(shù)的飛速發(fā)展使得電機(jī)可以直接對(duì)轉(zhuǎn)盤、鉆井泵以及絞車進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，原動(dòng)機(jī)則一直依賴鏈條、皮帶、減速箱等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。采用電機(jī)直接對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)可以取得良好的效果，減少傳動(dòng)鏈，提高效率，降低維保成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 鉆機(jī)智能化系統(tǒng)的應(yīng)用方式

鉆機(jī)智能化系統(tǒng)應(yīng)用主要表現(xiàn)為全功能、全過程的自動(dòng)化，首先要實(shí)現(xiàn)的是鉆機(jī)裝備的完全機(jī)械化，以往鉆機(jī)需要人工進(jìn)行鉆桿上卸扣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且鉆頭在作業(yè)過程中容易受到損傷，智能化系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度，使用完全機(jī)械化的手段進(jìn)行鉆桿的拆卸，能夠有效加快作業(yè)進(jìn)程。鉆機(jī)智能化系統(tǒng)可極大地提高鉆井管柱處理的自動(dòng)化、智能化水平，實(shí)現(xiàn)井口等高危復(fù)雜作業(yè)面無人化，實(shí)現(xiàn)鉆井的遠(yuǎn)程操作、管控，安全且高效。

3 鉆機(jī)智能化發(fā)展過程中遇到的主要障礙

3.1 沒有成熟完善的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于鉆機(jī)智能化系統(tǒng)來說，我國相對(duì)起步較晚，技術(shù)操作不夠成熟，智能化程度較低，不同型號(hào)之間鉆機(jī)操作缺乏共通性，嚴(yán)重影響設(shè)備的工作效率。司鉆房的操作系統(tǒng)管理不規(guī)范，對(duì)設(shè)備操作的要求和培訓(xùn)工作不到位，有設(shè)備濫用盜用的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 對(duì)電機(jī)的開發(fā)力度不足

針對(duì)電機(jī)的定制化開發(fā)力度問題，需要鉆機(jī)電機(jī)的是一系列的產(chǎn)品協(xié)同協(xié)作，在對(duì)某種參數(shù)或者部位進(jìn)行調(diào)控時(shí)，必然會(huì)影響到設(shè)備其他部位的應(yīng)用，造成設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，嚴(yán)重影響設(shè)備成本。首先，不同鉆機(jī)之間功率級(jí)別不同，國內(nèi)直流設(shè)備和交流設(shè)備種類較多，在進(jìn)行設(shè)備更換與調(diào)試時(shí)不同種類供電設(shè)備驅(qū)動(dòng)存在個(gè)性化特點(diǎn)，無法實(shí)現(xiàn)多種設(shè)備的聯(lián)合使用。因此，在進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)還需要完成對(duì)電機(jī)的一體化設(shè)計(jì)。

另外，我國高防護(hù)等級(jí)的電機(jī)設(shè)備嚴(yán)重缺乏，應(yīng)用于海洋工程中的鉆機(jī)需要在海底工作，工作環(huán)境復(fù)雜，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備需要滿足防護(hù)等級(jí)要求。但就目前來說，我國高防護(hù)電機(jī)等級(jí)普遍受到散熱性能的影響而無法滿足工程項(xiàng)目的需要，進(jìn)口設(shè)備雖然能夠滿足施工要求，但是也相應(yīng)提高了成本，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。在鉆機(jī)智能化技術(shù)發(fā)展過程中，要注意從生產(chǎn)需求出發(fā)，將井架、泥漿泵以及絞車等設(shè)備參數(shù)通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳輸?shù)姐@機(jī)生產(chǎn)使用管理部門，并及時(shí)對(duì)設(shè)備異常情況報(bào)警，從而提高設(shè)備生產(chǎn)的安全性和可靠性。

3.3 管柱自動(dòng)化處理技術(shù)研究投入不足

管柱處理包括接單根、起下鉆、下套管等，作業(yè)時(shí)間占鉆井總時(shí)間的三成左右，且均是由人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)效率低，且存在極大的危險(xiǎn)性?，F(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)于管柱自動(dòng)化處理技術(shù)有著迫切的需求。國內(nèi)相關(guān)的廠商也相繼針對(duì)管柱的自動(dòng)化處理技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，但相較于國外的同類企業(yè)，我國在技術(shù)創(chuàng)新以及研發(fā)投入上皆存在很大的差距。為此，國內(nèi)鉆井設(shè)備廠商應(yīng)加大技術(shù)研發(fā)投入，打開思路，求實(shí)創(chuàng)新，貼合現(xiàn)場(chǎng)需求，確保為現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)提供可靠、適應(yīng)性廣的全功能產(chǎn)品[1]。

4 結(jié)語

綜上所述，鉆機(jī)智能化技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)前鉆井設(shè)備發(fā)展的必然方向，可以有效提高石油開采的效率，提高施工的安全性，降低風(fēng)險(xiǎn)，解放人力。對(duì)常規(guī)鉆機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化與智能化升級(jí)需要設(shè)備硬件與軟件兩方面的協(xié)同作用，升級(jí)之后可以滿足施工安全性、自動(dòng)化的要求，減少人力資源的投入，大大降低企業(yè)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

【參考文獻(xiàn)】

【1】李靜. 石油鉆機(jī)自動(dòng)化發(fā)展探討[J]. 山東工業(yè)技術(shù)， 2015（9）：79-80.