智能化石油鉆井技術(shù)發(fā)展前景研究

徐磊

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)石油的需求逐漸增加，成為支持中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。目前，石油鉆探往往采用智能化技術(shù)。根據(jù)研究和經(jīng)驗(yàn)，作者簡(jiǎn)要分析了智能化石油鉆井技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：智能化;鉆井技術(shù);發(fā)展前景

石油鉆井具有難度大、技術(shù)水平要求高等特點(diǎn)，其智能化石油鉆井也使石油鉆井更為專業(yè)化，能夠提升鉆井質(zhì)量、提升開采率，降低安全事故發(fā)生頻率和人力投入，節(jié)省生產(chǎn)成本?，F(xiàn)階段，智能化的石油挖掘技術(shù)還需要進(jìn)一步的研究。

1 智能化石油鉆井技術(shù)特點(diǎn)分析

智能化石油鉆井技術(shù)的應(yīng)用，無(wú)需投入較多人力支持，由智能化設(shè)備取締傳統(tǒng)人工操作模式。首先在人力與經(jīng)濟(jì)投入上效果顯著，其安全性也得到了最大保障。第二，智能化石油鉆井技術(shù)提升安全指標(biāo)，利用智能化平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息搜集、分析更具精確性，降低事故發(fā)生率，確保了人員的生命安全。第三，該種技術(shù)形式也可以結(jié)合具體環(huán)境特點(diǎn)，制定有效的技術(shù)方法與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定。例如：在地形復(fù)雜區(qū)域中，傳統(tǒng)人工石油鉆井具有一定困難性;而智能化技術(shù)的出現(xiàn)能夠有效幫助應(yīng)對(duì)困難，這也是傳統(tǒng)人工操作形式所不可比擬的。第四，縮短了鉆井周期和采礦周期。通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集，集成，分析和處理，動(dòng)態(tài)監(jiān)控鉆井過程，保證施工質(zhì)量，節(jié)省采礦時(shí)間，提高工作效率。第五，智能化油技術(shù)可以加快鉆井速度，通過監(jiān)視裝置和傳感器，實(shí)時(shí)掌握水井的壓力狀況，從而保證了鉆頭和軌道的精度。第六，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)也有一定的促進(jìn)作用，加速了石油鉆探技術(shù)的進(jìn)步。現(xiàn)階段，我國(guó)石油鉆井技術(shù)中，質(zhì)量差異性對(duì)石油井具有較大影響，嚴(yán)重時(shí)造成石油井報(bào)廢。結(jié)合現(xiàn)階段狀況分析，這種問題出現(xiàn)具有一定可能性。另一方面，若自身質(zhì)量較差將會(huì)造成更加嚴(yán)重的破壞;在使用過程中若操作不當(dāng)或是技術(shù)偏差等都會(huì)造成損壞。全液壓鉆井技術(shù)具有超強(qiáng)的穩(wěn)定性;當(dāng)尺寸與體積較為適度時(shí)更具有一定應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)降低經(jīng)濟(jì)投入，提升智能化水平。

2 石油鉆井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 發(fā)展優(yōu)勢(shì)

2.1.1 減少人力物力財(cái)力

手動(dòng)設(shè)備已更改為機(jī)械設(shè)備。最初的多人團(tuán)隊(duì)被一個(gè)人取代，工作中的錯(cuò)誤很少。這在一定程度上證明了智能化帶來(lái)的便利和速度。減少對(duì)工人的支出和購(gòu)買更少的設(shè)備可以使公司將剩余資金投入新領(lǐng)域或加強(qiáng)技術(shù)進(jìn)步。

2.1.2 人員安全

當(dāng)智能化無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，由于操作過程中出現(xiàn)不可預(yù)測(cè)的問題，工人將無(wú)法避免影響他們的人身安全得事故，智能化鉆井技術(shù)的到來(lái)將通過他們攜帶的傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，從而確保安全問題。

2.1.3 鉆孔的質(zhì)量保證

手動(dòng)測(cè)量的測(cè)量位置存在誤差是不可避免的，這將使鉆孔過程產(chǎn)生一定的影響。智能化鉆井技術(shù)定位準(zhǔn)確，鉆頭準(zhǔn)確地位于采礦的調(diào)查位置上。使鉆井作業(yè)達(dá)到理想狀態(tài)，確保鉆井質(zhì)量。

2.2 發(fā)展特點(diǎn)

2.2.1 提高速度和穩(wěn)定發(fā)展

改進(jìn)鉆探技術(shù)可有效提高開掘速度，降低風(fēng)險(xiǎn)和不確定因素，保證工程順利進(jìn)行。如果工程中有問題的話，智能化技術(shù)可以迅速的分析數(shù)據(jù)和處理現(xiàn)場(chǎng)。

2.2.2 降低成本和適應(yīng)成本

在時(shí)代的推動(dòng)下，各行業(yè)都采用高新技術(shù)為公司服務(wù)，智能化的鉆探技術(shù)也應(yīng)用于特殊的地質(zhì)景觀，減少了人力、物資的浪費(fèi)。油田的存在不僅在陸地，在山地和海洋也有。這個(gè)會(huì)增加資金的投入。油田的開采范圍越來(lái)越大。

2.3 技術(shù)發(fā)展

2.3.1 旋轉(zhuǎn)技術(shù)的應(yīng)用

這項(xiàng)技術(shù)主要是研究和設(shè)計(jì)油田開采時(shí)的軌道。在鉆孔的時(shí)候，鉆孔能夠正確定位，沿著軌道被挖開。可以控制偏差誤差，提高鉆頭的效果和效率。

2.3.2 智能化鉆桿技術(shù)的使用

智能化的鉆頭可以實(shí)現(xiàn)鉆頭中高速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析。確保鉆井速度不受影響。它還確保數(shù)據(jù)傳輸具有時(shí)間敏感性，并且不會(huì)導(dǎo)致冗余。這項(xiàng)技術(shù)引起了足夠的重視和應(yīng)用。

3 石油鉆井技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程

目前，我國(guó)石油鉆井技術(shù)趨于成熟，其中包含：大位移井鉆井技術(shù)、井下鉆井全過程數(shù)據(jù)搜集與處理等。水平鉆井技術(shù)相對(duì)于直井技術(shù)，更能夠節(jié)省投入，提升產(chǎn)量，總體發(fā)展趨勢(shì)更為樂觀。大位移井鉆井技術(shù)具有斜井段長(zhǎng)、鉆柱摩阻高和井內(nèi)鉆屑問題能夠得到處理，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。井下鉆井?dāng)?shù)據(jù)搜集、處理與應(yīng)用主要利用旋轉(zhuǎn)鉆井形式，鉆頭到達(dá)鉆孔內(nèi)，在地層結(jié)構(gòu)作用下出現(xiàn)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)，鉆頭磨損。不過應(yīng)用微電子與傳感檢測(cè)技術(shù)后，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)監(jiān)控與處理將鉆頭作業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)控。欠平衡壓力鉆井技術(shù)：這種方法在較早以前就已經(jīng)出現(xiàn)，不過由于科學(xué)技術(shù)水平較低未得到推廣與應(yīng)用。而在井控裝置與技術(shù)出現(xiàn)后，這種技術(shù)方式也得到了推廣與應(yīng)用。

4 石油鉆井技術(shù)發(fā)展前景

結(jié)合相關(guān)資料和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為，智能化石油挖掘技術(shù)是行業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)方向，同時(shí)也將逐步走向信息化、智能化。智能化石油鉆井技術(shù)，為了完成井內(nèi)的智能化技術(shù)，計(jì)算機(jī)的智能化以通信等為前提，這是智能化石油鉆井技術(shù)的提高有促進(jìn)作用。（1）智能化鉆探電力設(shè)備在石油采集階段必須通過檢查設(shè)備和機(jī)器采集，但這些設(shè)備的電力消耗較大。因此，電力供應(yīng)系統(tǒng)的智能化成為了亟待解決的問題。現(xiàn)階段的供電方法比較多樣，即高性能電池、導(dǎo)線輸送、井下渦輪發(fā)電機(jī)。其中，高性能電池在后續(xù)應(yīng)用中有更大容量的傾向、小型化、穩(wěn)定化發(fā)展。應(yīng)急發(fā)電機(jī)與柴油發(fā)電機(jī)構(gòu)成電力系統(tǒng)，智能化鉆井供電設(shè)備應(yīng)對(duì)不同崗位用電展開動(dòng)態(tài)控制，掌握各崗位用電狀況并做好保護(hù)。（2）智能化通信技術(shù)智能化通信由信息、網(wǎng)絡(luò)、通訊技術(shù)構(gòu)成，在智能化石油鉆井技術(shù)中，智能化通信占據(jù)重要地位，發(fā)揮著重要作用。集中體現(xiàn)在：鉆井控制中心和現(xiàn)場(chǎng)智能化管理控制平臺(tái)數(shù)據(jù)傳遞，有效共享鉆井?dāng)?shù)據(jù)與控制狀況。智能化通信技術(shù)的發(fā)展具有傳輸快、容量大、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)。通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是幫助決策與整合，將地面和井下有效的連接，實(shí)現(xiàn)溝通、交流順暢。（3）智能化計(jì)算機(jī)技術(shù)智能化計(jì)算機(jī)主要有專家編寫的數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的接受、整合、操作等執(zhí)行命令，進(jìn)行井下數(shù)據(jù)準(zhǔn)確判斷。智能化計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序?yàn)椋旱谝?，井下傳感器基于挖掘?shù)據(jù)信息傳送到地面，并通過智能計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)研究分析進(jìn)行相關(guān)操作。這項(xiàng)技術(shù)的主要特點(diǎn)是，在數(shù)據(jù)分析的范圍內(nèi)，計(jì)算機(jī)可以自動(dòng)向井下發(fā)布指令。在大于數(shù)據(jù)范圍的情況下，則將會(huì)向井下發(fā)布參考命令，同時(shí)把超過的部分一同傳至井下，并在智能化專家系統(tǒng)中找出解決方法。專家系統(tǒng)在對(duì)井下發(fā)布指令過程中，能夠?qū)?shù)據(jù)快速補(bǔ)充至數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)進(jìn)而達(dá)到數(shù)據(jù)庫(kù)與智能化完善。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，石油鉆井技術(shù)的智能化發(fā)展方向，可以節(jié)省石油鉆井經(jīng)濟(jì)投入，最為重要的是降低事故發(fā)生率，對(duì)鉆井質(zhì)量與效果的提升具有幫助作用。對(duì)此，筆者分別從：智能化石油鉆井技術(shù)特點(diǎn)分析、現(xiàn)狀、方向、前景四方面進(jìn)行分析，希望對(duì)智能化石油鉆井技術(shù)今后發(fā)展起到幫助性作用，提供參考。

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