淺談國內(nèi)石油鉆機自動化技術(shù)現(xiàn)狀及建議

劉宇，張興蓮，聶永晉

(中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司遼河鉆采裝備分公司，遼寧 盤錦 124010)

石油是一類重要資源，更是時代背景下工業(yè)社會發(fā)展中十分關(guān)鍵一部分內(nèi)容，現(xiàn)如今相關(guān)開采工作使用鉆井技術(shù)，是相對重要一類手段。時代背景下，諸多生產(chǎn)技術(shù)和科技開始走向自動化、智能化，石油開采作為極為關(guān)鍵、極為重要一部分，其自身自動化技術(shù)十分關(guān)鍵、十分重要。通過智能化和自動化控制，可以有效地提升工作效率，減少工作誤差，提升開采率。然而，該類技術(shù)現(xiàn)如今在實際應(yīng)用過程中，還是存在著一定欠缺，發(fā)展現(xiàn)狀有待進一步提高。

1 國內(nèi)石油鉆機自動化技術(shù)現(xiàn)狀分析

（1）變頻傳動技術(shù)就晶閘管整流傳統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀。石油開采科技在不斷發(fā)展過程中，電力拖動技術(shù)已經(jīng)走進生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)工作過程中，尤其在機械設(shè)備中得到十分廣泛，通過傳動和調(diào)速優(yōu)勢，迅速占據(jù)市場份額。這部分內(nèi)容對于石油開采工作來說十分重要，其自身工作價值十分高，整體性能十分重要。但就目前情況來看，交流變頻鉆機方面還是一些外國進口變頻器占據(jù)主流，國產(chǎn)電機雖然可以發(fā)揮自身價值，性能方面十分優(yōu)異，不輸于其他生產(chǎn)鉆機，但是整體技術(shù)方面并不占據(jù)優(yōu)勢，受公眾信任程度也是不足的，從而國產(chǎn)鉆機推廣面臨重重困境和困難，實際生產(chǎn)使用中也有待進一步普遍性應(yīng)用，應(yīng)用范圍和技術(shù)優(yōu)勢方面也有待提高。目前，使用機械可以根據(jù)傳動差異，可以具體分為多傳動、單傳動模式，多傳動具備著結(jié)構(gòu)和成本優(yōu)勢，而單傳動則具備著較強兼容性和成本低優(yōu)勢。

就目前情況來看，雖然我國諸多科技和石油開采工作不斷開展和進行，但在實際操作過程中，我國生產(chǎn)機械設(shè)備仍然不占據(jù)主要優(yōu)勢和主要市場，大多數(shù)生產(chǎn)工作所應(yīng)用機械都是外國進口，在國內(nèi)自動化技術(shù)應(yīng)用中，采用國外技術(shù)較多，自主生產(chǎn)應(yīng)用各方面能力較差，沒有進行持續(xù)跟進，更沒有廣泛地推廣化應(yīng)用。

（2）動力源現(xiàn)狀。石油鉆井技術(shù)及其自動化技術(shù)在發(fā)展過程中也是需要能源支持的，尤其在不斷生產(chǎn)過程中，對于能源方面消耗也在不斷增加，使用能源及動力源方面也是具備著一定差異的。以目前情況來看，主要是采用柴油發(fā)電機動力方式，通過發(fā)電控制電網(wǎng)，實現(xiàn)對絞車及相關(guān)輔助系統(tǒng)運作供電。在目前該類技術(shù)應(yīng)用過程中，可以通過數(shù)字化以及模擬發(fā)電機，實現(xiàn)多臺機組運行模式，但該類系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)大多數(shù)都是應(yīng)用的美國CAT公司產(chǎn)品，相關(guān)配套應(yīng)用干涉別大多數(shù)都是采用中國石油集團所開發(fā)的輔助產(chǎn)品。這證明了目前使用核心系統(tǒng)及核心技術(shù)仍然需要進口，而相關(guān)輔助設(shè)備則大多數(shù)是國產(chǎn)化，技術(shù)方面有待進一步提高，提升其自身綜合價值和綜合意義。

另外一方面，該類技術(shù)落實及動力源應(yīng)用情況，因開采地點具備著一定差異，開采地能源情況具備顯著差異，所以油田所采用生產(chǎn)動力源也具備著一定不同。部分能源較為豐富地區(qū)，一些油田開發(fā)已經(jīng)開始采用燃氣機組工作方式，改變原有工作模式。然而，該類措施也存在著一些實際性較強問題，對于負載較重工程來說則無法滿足電力需求。就目前現(xiàn)有現(xiàn)象及問題情況，石油企業(yè)開始不斷進取，研發(fā)出了燃氣與柴油混合動力機組，根據(jù)工作情況開展相關(guān)工作，根據(jù)實際需求調(diào)整比例。這樣一來，整體生產(chǎn)工作靈活性得到了顯著提高，開始有了“變頻”及滿足實際生產(chǎn)需求最低能耗改變，可以根據(jù)實際情況來調(diào)整整體比例差異。目前，該類技術(shù)仍然處于一個實驗階段，但自身理論價值等方面內(nèi)容是不容小覷的，有待進一步廣泛化應(yīng)用，改變和彌補原有生產(chǎn)工作中動力源工作不足之處。另外在一些電網(wǎng)便利地區(qū)，動力源方面也可以利用變壓器實現(xiàn)電源接入，但目前該類設(shè)備及相關(guān)技術(shù)會增加無功功率，影響電網(wǎng)自身質(zhì)量情況，引出需要設(shè)計無功補償裝置進行一定調(diào)整，從而提升鉆井技術(shù)自身可行性和可靠性?？偟膩碚f，在動力源使用和應(yīng)用方面，我國綜合情況都有一定改善和提高，但相關(guān)問題仍然很明顯，缺乏技術(shù)開發(fā)規(guī)劃，電機功率不匹配等一系列現(xiàn)象，嚴重障礙生產(chǎn)工作提高，也缺乏一體化電機和安全等級較高電機，安裝方面也具備著一定缺陷，有待改善和彌補。

（3）自動化工藝及自動化技術(shù)應(yīng)用。PLC技術(shù)是目前相關(guān)生產(chǎn)工作及生產(chǎn)活動中至為關(guān)鍵核心技術(shù)，其自身技術(shù)價值和技術(shù)意義非同小可，有助于實現(xiàn)對于輔助設(shè)備操作和管理。就目前情況來看，我國鉆機控制系統(tǒng)中主要采用西門子S7-300控制器，并且采用備用設(shè)備輔助生產(chǎn)。當(dāng)該類機械出現(xiàn)一定故障和障礙時，則可以通過切換方式來使用備用設(shè)備。實際生產(chǎn)工作中，該類工作也是具備著一定不足的，由于啟動過程很容易造成停機，該類技術(shù)和相關(guān)設(shè)備也有待進一步改進和提高，有待完善自動切換，提升工作效率。就目前情況來看，諸多企業(yè)自主研發(fā)產(chǎn)品都在向自動化靠攏，電機直驅(qū)方式及其自動化功能發(fā)展影響意義非凡，自動化功能隨著PLC技術(shù)不斷普遍應(yīng)用后，相關(guān)參數(shù)也可以進行自動監(jiān)管和實時監(jiān)控預(yù)警。

在不斷發(fā)展過程中，固然會存在諸多問題和諸多現(xiàn)有不足現(xiàn)象，例如，原本技術(shù)開發(fā)過程中，都可能存在著第三方設(shè)備輔助生產(chǎn)，但接口尺寸具備差異，可能存在不兼容的情況。這一現(xiàn)象出現(xiàn)，就是因其自身發(fā)展缺乏規(guī)劃。除此以外，電機功率不匹配、一體化電機和安全等級高電極缺乏、安裝缺陷及元件應(yīng)用混亂，都是相對常見問題，要充分認識，精準(zhǔn)提高。

2 國內(nèi)石油鉆機自動化技術(shù)現(xiàn)狀建議分析

（1）注重自動化工具開發(fā)。自動化工具開發(fā)是十分關(guān)鍵一類部分，目前我國石油鉆機技術(shù)應(yīng)用中，已經(jīng)逐漸實現(xiàn)對地面及管柱自動化設(shè)備應(yīng)用，但其自身與國外大型企業(yè)相比來說還是存在巨大差異。另外，一方面，自動化技術(shù)水準(zhǔn)不斷提高，最為關(guān)鍵的一類內(nèi)容就是相關(guān)設(shè)備及相關(guān)工具自動化不斷進行全面普及和提高，從而全面提升自動化應(yīng)用有效性，根據(jù)作業(yè)需要制定科學(xué)作業(yè)流程，不斷地通過該類方式加強自動化技術(shù)普及應(yīng)用。在實際工作開展進行時，首先要考慮到設(shè)備可靠性、設(shè)備安全性，尤其在自動化工具及相關(guān)設(shè)備、控制系統(tǒng)開發(fā)過程中，要圍繞著提升設(shè)備功能和設(shè)備應(yīng)用可靠性，從而滿足實際生產(chǎn)工作需求。

（2）注重集成控制技術(shù)研發(fā)應(yīng)用。集成控制技術(shù)十分關(guān)鍵，在合理應(yīng)用集成控制技術(shù)之后，傳統(tǒng)工作中可能面臨較為消耗人力、能源方面的問題都可以進行正確規(guī)避。目前我國鉆機技術(shù)所采用電動機、儀表和監(jiān)控技術(shù)都是單獨、獨立進行工作，需要人工對每一部分進行一定調(diào)試，缺乏信息化技術(shù)及運行之間集成管理，沒辦法實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享。該類情況為后續(xù)所有工作開展及技術(shù)研發(fā)工作帶來一定程度問題，嚴重影響實際工作，同時由于其自身系統(tǒng)有待進一步完善和成熟，相關(guān)工作也會面臨諸多問題。當(dāng)務(wù)之急，實際工作中，需要注重對于集成控制系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用，對相關(guān)系統(tǒng)加強研發(fā)力度和應(yīng)用力度，加強科研力度，推動自身系統(tǒng)和技術(shù)快速發(fā)展。

（3）注重研發(fā)節(jié)能技術(shù)。在石油資源開采和鉆機技術(shù)運用過程中，實際上仍然存在較高浪費能源的情況，不利于節(jié)省石油資源。針對這一問題，必須要加強相關(guān)節(jié)能技術(shù)自身發(fā)展等方面情況，加強節(jié)能技術(shù)研發(fā)。例如，在變頻絞車方面，該類設(shè)備通過電阻轉(zhuǎn)化方式提供熱能，很容易造成資源浪費，同時也造成了經(jīng)濟浪費。正因如此，在節(jié)能技術(shù)中可以進一步通過超級電容進行回收利用，提升整體工作的經(jīng)濟性和經(jīng)濟價值，改善和彌補原有生產(chǎn)工作中節(jié)能技術(shù)應(yīng)用不足之處。由此可見，要對節(jié)能技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用給予高度關(guān)注和重視，充分提升自動化技術(shù)應(yīng)用研發(fā)的有效性。

3 結(jié)語

如上所述，我國石油鉆機自動化技術(shù)發(fā)展十分迅速，但發(fā)展和普遍應(yīng)用中仍然存在一定程度不足，需要對這部分不足給予高度關(guān)注和重視，不斷地提升對于自動化技術(shù)的科研，加強相關(guān)科技研究開發(fā)工作的有效性。