石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀分析與建議

智慶杰，劉登，陳元欣

（中國(guó)石油寶雞石油機(jī)械有限公司鉆機(jī)分公司，陜西 寶雞 721000）

為了與現(xiàn)階段高速發(fā)展時(shí)代的鉆井工藝要求相符合、相一致，許多公司與相關(guān)設(shè)計(jì)人員都在絞盡腦汁進(jìn)行設(shè)計(jì)新型的、多種形式的鉆機(jī)，例如，電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)、模塊化鉆機(jī)等，將傳統(tǒng)的依賴人工進(jìn)行拉、扛、拽等才能完成的工作，現(xiàn)階段全部由電動(dòng)設(shè)備所代替，大幅度地降低了人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也改善了工作的環(huán)境。但是，根據(jù)有關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段我國(guó)的石油鉆機(jī)的自動(dòng)化技術(shù)中還有很多方面需要更新與升級(jí)。基于此，本文下面將對(duì)石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行進(jìn)一步的分析與研究。

1 石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀分析

（1）變頻傳動(dòng)技術(shù)與晶閘管整流流動(dòng)技術(shù)的運(yùn)用。隨著我國(guó)時(shí)代的高速發(fā)展，電力拖動(dòng)技術(shù)已經(jīng)逐漸加入石油鉆機(jī)技術(shù)發(fā)展中，運(yùn)用傳動(dòng)與調(diào)速等優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，深受相關(guān)工作人員的喜愛(ài)和廣泛運(yùn)用，在市場(chǎng)份額中占據(jù)極高的地位。在交流變頻鉆機(jī)發(fā)展的過(guò)程中，變頻器可謂是鉆機(jī)的重要配置，但是，通過(guò)相關(guān)工作人員的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)所生產(chǎn)的電機(jī)雖然能將性能發(fā)揮到極致，是因?yàn)槭艿搅诵湃纬潭扰c技術(shù)優(yōu)勢(shì)的影響與制約，造成國(guó)產(chǎn)電機(jī)在推廣的過(guò)程中受到了很大的阻礙。

此外，相關(guān)工作人員又將交流鉆機(jī)傳動(dòng)方式分為多傳動(dòng)和單傳動(dòng)兩種模式，此兩種模式自身都具有一定的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，即多傳動(dòng)在成本方面優(yōu)勢(shì)巨大，而單傳在兼容性方面特點(diǎn)明顯。

（2）動(dòng)力源發(fā)展的現(xiàn)狀。在石油鉆井技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，我國(guó)運(yùn)用的是柴油發(fā)電機(jī)動(dòng)力方式，就是通過(guò)發(fā)電將電網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)、合理的控制，這樣就可以使絞車和輔助系統(tǒng)的供電真正地實(shí)現(xiàn)。在此技術(shù)運(yùn)用的過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)使用數(shù)字和模擬發(fā)電機(jī)，可以真正地實(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)組運(yùn)行。在現(xiàn)階段柴油發(fā)電機(jī)技術(shù)中，運(yùn)用最多的就是美國(guó)公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，在配套設(shè)備運(yùn)用方面，運(yùn)用的則是我國(guó)石油集團(tuán)所開(kāi)發(fā)的輔助設(shè)備。

在一些資源豐富的地區(qū)，一些油田則會(huì)運(yùn)用燃?xì)鈾C(jī)組的工作方式，但是，對(duì)于那些負(fù)載較重的工程來(lái)說(shuō)，無(wú)法與電力的要求相符合、相一致。針對(duì)這一問(wèn)題，石油企業(yè)中的相關(guān)工作人員經(jīng)過(guò)不懈的努力，終于研制出了燃?xì)馀c柴油混合動(dòng)力的機(jī)組，此技術(shù)能夠按照工程的具體情況對(duì)比例進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)置，但是，現(xiàn)階段依舊處在試驗(yàn)階段，前景十分的可觀。

此外，在那些電網(wǎng)十分便利的地區(qū)，運(yùn)用的則是操作變壓器將電源接入，但是，此設(shè)備中還存在著一些不足，那就是會(huì)讓無(wú)功功率增加，對(duì)電網(wǎng)的質(zhì)量造成不同程度的影響，因此，需要設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，這樣做能夠大幅度地提高鉆井技術(shù)的可靠性。

（3）自動(dòng)化工具的運(yùn)用。通過(guò)對(duì)我國(guó)石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的分析，發(fā)現(xiàn)伴隨著石油公司要求的不斷增加與提高，HSE 要求已經(jīng)以循序漸進(jìn)的方式實(shí)現(xiàn)。在這樣的背景下，各個(gè)石油企業(yè)都在主動(dòng)、積極地研制自身的產(chǎn)品，其中主要將輸送設(shè)備與動(dòng)力貓道等產(chǎn)品作為關(guān)鍵與核心。自動(dòng)化工具的廣泛應(yīng)用，大幅度地將石油企業(yè)的自動(dòng)化水平提升到了一個(gè)新的層次。

2 石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中存在的問(wèn)題分析

（1）規(guī)劃問(wèn)題。在石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)中，幾乎都會(huì)用第三方設(shè)備進(jìn)行輔助生產(chǎn)，但是，通過(guò)大量的實(shí)踐證明，由于接口與尺寸存在著差異性，所以經(jīng)常會(huì)造成不兼容問(wèn)題的出現(xiàn)。

（2）缺少一體化電機(jī)。在石油鉆井技術(shù)中，會(huì)對(duì)絞車和鉆井泵的體積進(jìn)行嚴(yán)格的控制與管理，但是，通過(guò)對(duì)電極設(shè)計(jì)方面的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方面并不是十分的嚴(yán)格，無(wú)法真正地實(shí)現(xiàn)電機(jī)的一體化。

（3）缺乏安全級(jí)別高的電機(jī)。當(dāng)工作人員在進(jìn)行石油鉆井作業(yè)的過(guò)程中，有時(shí)會(huì)面臨海洋和惡劣等環(huán)境，電氣設(shè)備需要在露天的環(huán)境下進(jìn)行實(shí)際的作業(yè)，我國(guó)對(duì)于設(shè)備安全等級(jí)需求為IP56，但是因?yàn)楝F(xiàn)階段我國(guó)缺乏安全級(jí)別高的設(shè)備，所以設(shè)備散熱問(wèn)題無(wú)法得到妥善的解決，同時(shí)也進(jìn)一步地增加了企業(yè)支出的成本。

（4）安裝問(wèn)題。在石油電機(jī)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行實(shí)際安裝的過(guò)程中，存在著很多的問(wèn)題，即電纜安裝缺乏規(guī)范性、密封不合格、接地處理不科學(xué)、標(biāo)識(shí)模糊、間隔處理的不適合、通風(fēng)性不好等，這些問(wèn)題都會(huì)對(duì)鉆機(jī)技術(shù)自動(dòng)化產(chǎn)生不同程度的影響與制約。

（5）電氣設(shè)備的供應(yīng)較為模糊和混亂。在原件應(yīng)用的過(guò)程中，需要與我國(guó)所制定的電氣設(shè)備使用標(biāo)準(zhǔn)要求相符合、相一致，但是通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段電器設(shè)備的供應(yīng)較為模糊與混亂，根本無(wú)法與設(shè)備的使用需求相滿足。甚至有些商家會(huì)出現(xiàn)偽造證書等不法行為，對(duì)石油鉆井技術(shù)的安全生產(chǎn)造成不利的影響。

3 關(guān)于石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的建議

（1）加大自動(dòng)化工具開(kāi)發(fā)的力度。在石油鉆機(jī)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，現(xiàn)階段，我國(guó)已經(jīng)逐漸地將地面和管柱自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)用真正地實(shí)現(xiàn)，這與國(guó)外的一些較大型的公司相對(duì)比，我國(guó)地面和管柱自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)用還處在起步階段。因此，我國(guó)要加大自動(dòng)化工具開(kāi)發(fā)的力度，制定出具有科學(xué)性、合理性的作業(yè)流程。另外，在鉆機(jī)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，要將提高設(shè)備的可靠性作為主旨與核心，將滿足設(shè)備的使用要求作為開(kāi)發(fā)目的。

（2）加強(qiáng)對(duì)集成控制技術(shù)的運(yùn)用。通過(guò)有關(guān)調(diào)查了解，現(xiàn)階段我國(guó)的鉆機(jī)技術(shù)幾乎都會(huì)運(yùn)用電動(dòng)機(jī)、儀表、監(jiān)控技術(shù)，但是，信息與運(yùn)行之間的集成還未實(shí)現(xiàn)，距離信息共享還有一定的距離。因此，在進(jìn)行開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，需要加強(qiáng)對(duì)集成控制技術(shù)的運(yùn)用，相關(guān)科研人員在日常的工作中一定要不斷地總結(jié)和學(xué)習(xí)，并且還要進(jìn)行仔細(xì)的分析和綜合的討論，加大研發(fā)的力度，促進(jìn)集成控制技術(shù)快速地發(fā)展，爭(zhēng)取早日將信息共享實(shí)現(xiàn)。

（3）節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)。在石油鉆機(jī)技術(shù)運(yùn)用的過(guò)程中，其中浪費(fèi)的行為不可忽視，因此，需要不斷地開(kāi)發(fā)節(jié)能技術(shù)。例如，在變頻絞車應(yīng)用的過(guò)程中，運(yùn)用的是電阻轉(zhuǎn)化的方式來(lái)進(jìn)行熱能的提供，這其中就有很多的浪費(fèi)形成。在節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，可以通過(guò)超級(jí)電容進(jìn)行回收，之后進(jìn)行二次運(yùn)用，這樣就能大幅度地將石油鉆機(jī)技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展真正的實(shí)現(xiàn)。

（4）故障診斷技術(shù)的大力開(kāi)發(fā)。在石油鉆機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，勢(shì)必會(huì)有各種各樣的問(wèn)題與故障出現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題后，石油企業(yè)會(huì)運(yùn)用人力資源來(lái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行診斷，這樣不但浪費(fèi)了大量的人力資源，同時(shí)，診斷的效率還存在著偏低問(wèn)題。因此，要加大故障診斷技術(shù)開(kāi)發(fā)的力度，運(yùn)用數(shù)據(jù)采集的方式，將匯集的所有信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，通過(guò)與之相對(duì)應(yīng)的軟件技術(shù)，對(duì)所出現(xiàn)的故障與問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)、合理、細(xì)致、全面的診斷。

4 結(jié)語(yǔ)

石油鉆機(jī)生產(chǎn)具有特殊、復(fù)雜、系統(tǒng)的性質(zhì)，所涉及的專業(yè)較多，要想進(jìn)一步地提高國(guó)產(chǎn)鉆機(jī)自動(dòng)化的水平，需要鉆機(jī)主機(jī)制造廠、配套廠商、專業(yè)技術(shù)公司等方面共同合作、共同努力，將自身的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)發(fā)揮到極致，共同將鉆機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，全面克服與解決，讓我們國(guó)家所生產(chǎn)的裝備與國(guó)外一些標(biāo)桿企業(yè)的產(chǎn)品在國(guó)際舞臺(tái)上進(jìn)行競(jìng)技，進(jìn)一步地增強(qiáng)我國(guó)的實(shí)力與競(jìng)爭(zhēng)力。