陸曼

（中石化四機石油機械有限公司，湖北 荊州 434024）

1 引言

隨著石油鉆探工作的不斷深入和石油鉆機應用技術(shù)的不斷進步，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人員的需求，解放人力，用自動程序代替高危區(qū)域工作的人員，保證生產(chǎn)安全和提高生產(chǎn)效率。

2 鉆機智能化技術(shù)的應用現(xiàn)狀

2.1 應用變頻與直流傳動技術(shù)

在石油鉆井行業(yè)中，電力拖動技術(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)勢和傳動優(yōu)勢能夠明顯提高石油行業(yè)的作業(yè)效率。電力拖動技術(shù)的發(fā)展使電機和變頻器成為電驅(qū)動鉆機最重要的配置。直流傳動因其良好的性價比，該類鉆機近年來的市場表現(xiàn)良好。根據(jù)主驅(qū)動電機數(shù)量的不同，變頻驅(qū)動方式可以分為多傳動模式和單傳動模式，多傳動模式的技術(shù)水平較高，生產(chǎn)速度更快，性能穩(wěn)定；單傳動模式兼容性強，成本低廉，具有經(jīng)濟上的優(yōu)勢。

2.2 規(guī)?；瘧秒姍C直驅(qū)模式

在鉆機運行過程中，原動機、轉(zhuǎn)盤與鉆井泵和絞車之間運行轉(zhuǎn)速差距明顯，變頻技術(shù)與PLC技術(shù)的飛速發(fā)展使得電機可以直接對轉(zhuǎn)盤、鉆井泵以及絞車進行驅(qū)動，原動機則一直依賴鏈條、皮帶、減速箱等進行驅(qū)動。采用電機直接對鉆機進行驅(qū)動可以取得良好的效果，減少傳動鏈，提高效率，降低維保成本，具有良好的經(jīng)濟效益。

2.3 鉆機智能化系統(tǒng)的應用方式

鉆機智能化系統(tǒng)應用主要表現(xiàn)為全功能、全過程的自動化，首先要實現(xiàn)的是鉆機裝備的完全機械化，以往鉆機需要人工進行鉆桿上卸扣，勞動強度大，且鉆頭在作業(yè)過程中容易受到損傷，智能化系統(tǒng)的應用可以有效降低勞動強度，使用完全機械化的手段進行鉆桿的拆卸，能夠有效加快作業(yè)進程。鉆機智能化系統(tǒng)可極大地提高鉆井管柱處理的自動化、智能化水平，實現(xiàn)井口等高危復雜作業(yè)面無人化，實現(xiàn)鉆井的遠程操作、管控，安全且高效。

3 鉆機智能化發(fā)展過程中遇到的主要障礙

3.1 沒有成熟完善的行業(yè)標準

對于鉆機智能化系統(tǒng)來說，我國相對起步較晚，技術(shù)操作不夠成熟，智能化程度較低，不同型號之間鉆機操作缺乏共通性，嚴重影響設(shè)備的工作效率。司鉆房的操作系統(tǒng)管理不規(guī)范，對設(shè)備操作的要求和培訓工作不到位，有設(shè)備濫用盜用的風險。

3.2 對電機的開發(fā)力度不足

針對電機的定制化開發(fā)力度問題，需要鉆機電機的是一系列的產(chǎn)品協(xié)同協(xié)作，在對某種參數(shù)或者部位進行調(diào)控時，必然會影響到設(shè)備其他部位的應用，造成設(shè)備無法實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，嚴重影響設(shè)備成本。首先，不同鉆機之間功率級別不同，國內(nèi)直流設(shè)備和交流設(shè)備種類較多，在進行設(shè)備更換與調(diào)試時不同種類供電設(shè)備驅(qū)動存在個性化特點，無法實現(xiàn)多種設(shè)備的聯(lián)合使用。因此，在進行優(yōu)化設(shè)計時還需要完成對電機的一體化設(shè)計。

另外，我國高防護等級的電機設(shè)備嚴重缺乏，應用于海洋工程中的鉆機需要在海底工作，工作環(huán)境復雜，根據(jù)相關(guān)標準設(shè)備需要滿足防護等級要求。但就目前來說，我國高防護電機等級普遍受到散熱性能的影響而無法滿足工程項目的需要，進口設(shè)備雖然能夠滿足施工要求，但是也相應提高了成本，影響企業(yè)經(jīng)濟效益。在鉆機智能化技術(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@機生產(chǎn)使用管理部門，并及時對設(shè)備異常情況報警，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)時間占鉆井總時間的三成左右，且均是由人工完成，勞動強度大，作業(yè)效率低，且存在極大的危險性。現(xiàn)場情況對于管柱自動化處理技術(shù)有著迫切的需求。國內(nèi)相關(guān)的廠商也相繼針對管柱的自動化處理技術(shù)進行研發(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)備廠商應加大技術(shù)研發(fā)投入，打開思路，求實創(chuàng)新，貼合現(xiàn)場需求，確保為現(xiàn)場作業(yè)提供可靠、適應性廣的全功能產(chǎn)品[1]。

4 結(jié)語

綜上所述，鉆機智能化技術(shù)的應用是當前鉆井設(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，降低風險，解放人力。對常規(guī)鉆機系統(tǒng)進行自動化與智能化升級需要設(shè)備硬件與軟件兩方面的協(xié)同作用，升級之后可以滿足施工安全性、自動化的要求，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)濟效益。