美國Nabors公司聯(lián)手?？松梨冢‥xxon Mobile）公司，近期推出最新型的PaceR801自動鉆機(jī)。這種新機(jī)型目前在美國三大油頁巖產(chǎn)油區(qū)之一的二疊紀(jì)盆地（Permian）實(shí)地鉆井，效果顯著。

新型PaceR801鉆機(jī)的最大看點(diǎn)，是在鉆臺上安裝一臺“全能機(jī)器人”，負(fù)責(zé)鉆臺上所有作業(yè)，包括起下鉆柱、現(xiàn)場排列鉆柱等。美國Nabors公司高管稱這部鉆機(jī)，是“世界上第一臺全自動陸地鉆機(jī)”。

截至2021年10月18日，PaceR801自動鉆機(jī)完成第一口井鉆井作業(yè)，目前在鉆第2口井。實(shí)踐證明，美國Nabors公司與?？松梨诠練v經(jīng)5年研發(fā)的自動鉆機(jī)，充分融入當(dāng)今世界上的各種先進(jìn)技術(shù)，包括機(jī)器人、自動化、數(shù)據(jù)計(jì)算等技術(shù)，提高了鉆機(jī)各方面優(yōu)化協(xié)調(diào)能力。自動鉆機(jī)配備2套Nabors公司專用自動鉆井作業(yè)軟件，包括Nabors SmartSLIDE軟件和SmartNAV軟件。這些軟件在現(xiàn)場使用2年，并且業(yè)已應(yīng)用到Nabors公司的30%鉆機(jī)作業(yè)。公司計(jì)劃下一步投入使用第3個自動化鉆井軟件，即“自動排管”軟件。排管軟件使用更為簡單，只需鉆井司鉆進(jìn)入鉆臺司鉆房，按下“播放”鍵，鉆機(jī)就自行完成鉆臺所有排列鉆柱作業(yè)。另外，鉆機(jī)自動起下鉆系統(tǒng)能夠以1800英尺/小時的速度處理下放套管。

在全球的自動鉆機(jī)研發(fā)過程中，專家始終關(guān)注3個指標(biāo)。一是如何加快鉆臺機(jī)器人的作業(yè)速度。早期機(jī)器人雖然工作平穩(wěn)，但動作很慢。二是如何提高鉆臺機(jī)器人完成任務(wù)的工藝復(fù)雜性，即使用機(jī)器人可以雇用較低技術(shù)級別的司鉆，完成高級別司鉆才能完成的較高難度作業(yè)任務(wù)。三是如何保障鉆井作業(yè)中的員工“零傷亡”率，即在鉆井作業(yè)中絕不出現(xiàn)工傷事故。在幾十年來的自動鉆機(jī)研制中，這3個指標(biāo)始終是研發(fā)人員的追求目標(biāo)。

相對以前研發(fā)自動鉆機(jī)而言，?？松梨趨⑴c研發(fā)的新型PaceR801鉆機(jī)已經(jīng)取得長足進(jìn)步。

Nabors公司從2008年起，與豪氏威馬公司（Huisman）合作，開展鉆臺機(jī)器人的研制。值得一提的是，豪氏威馬公司為中國石油與殼牌（Shell）的合資公司，“天狼星（Sirius）油井制造服務(wù)公司”制造自動鉆機(jī)。此外，Nabors公司為了加快鉆井機(jī)器人研制進(jìn)程，于2017年收購由挪威國家石油公司（Equinor）資助挪威鉆井機(jī)器人初創(chuàng)公司，也促進(jìn)了新型PaceR801鉆機(jī)的誕生。在實(shí)際現(xiàn)場作業(yè)中，PaceR801鉆機(jī)的排管機(jī)可以自行識別鉆柱的連接絲扣，并且用正確旋向進(jìn)行絲扣聯(lián)接。而且鉆臺上聯(lián)接45英尺長單根鉆柱時間，已經(jīng)縮短為不到1分鐘。此外，鉆井時遇到有一定危險(xiǎn)性作業(yè)時，只有鉆井機(jī)器人操作，鉆臺員工已經(jīng)全部撤離危險(xiǎn)區(qū)域。

當(dāng)前，在最新型自動鉆機(jī)的現(xiàn)場使用中，存在3個方面問題。一是所有自動控制系統(tǒng)缺乏可以互通與互換的交流語言，統(tǒng)一編碼。二是自動鉆機(jī)井底鉆頭位置，有越來越多的數(shù)據(jù)需要傳回地面進(jìn)行處理；根據(jù)最新科技信息，哈利伯頓（Halliburton）公司擁有70套新式MWD（隨鉆測量），可以將大部分井底采集數(shù)據(jù)，在井底鉆頭附近處理，不需要返回地面處理。三是在世界各大鉆機(jī)制造公司中，已經(jīng)明確自動鉆機(jī)擁有150個基本參數(shù)，但是目前尚無完善的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一命名與處理這些參數(shù)。