國內石油鉆機自動化技術現狀與建議

摘要：作為國家能源之一的石油國民經濟的發展起著至關重要的作用，優化石油的開采設備，提升自動化技術水平，能夠促進石油企業的快速發展。事實上我國石油鉆機自動化技術的發展還存在需要完善和改進的地方，有待加強技術的引進和創新；本文對我國石油鉆機自動化技術的發展現狀進行了分析，闡明了存在的問題，并且提出促進石油鉆機向自動化發展水平的建議。從另一個方面而言能夠使國內石油企業了解自身發展應著重解決的問題，制定發展規劃，發力開展新技術的引入和研發，使石油企業更好地為國家的經濟發展做出貢獻。

關鍵詞：石油鉆機；自動化技術；發展建議

引言：

在人們的生產生活中能源必不可少的，其中石油作為最重要的能源備受社會的關注，現在世界所有的國家都在研究是石油開采技術，千方百計的提高石油鉆機的自動化水平，并且發達國家已經向集成化和智能化方向發展，把科學技術作為新的生產力，以此改變傳統落后開采落后方法，提高石油產量。雖然在現階段國內的自動化以及智能化鉆井在技術上取得了一定的突破，自動化技術已經逐漸應用于石油鉆井技術中，整個石油行業的自動化水平在不斷的提升，可以用智能控制提高開采效率，經濟效益也在不斷的增長。由于鉆機自動化在實際操作中其技術依然存在不足之處，尚有待于不斷的研究和改進，讓企業獲得長足進步和發展，于是認真對待石油鉆機自動化技術的發展現狀，根據實際進行可行性探索和改進非常關鍵。

1、對國內石油鉆機自動化技術的現狀分析

1.1通過多種樣式為石油鉆機提供動力

石油鉆機動力的解決是必須重視的問題，使鉆機有良好的動力相匹配非常關鍵，現在國內的鉆機動力用柴油發電機組作為動力小范圍區域供電的占比例很小，絕大部分國內油田開采所投入使用的柴油發電機組主要使用的是國外進口設備，因為其動力功率較大，性能穩定比較受歡迎；在國家大力提倡自主創新的大背景下國內的油田機組生產的技術和質量有所提高，有的被作為石油鉆機的動力投入使用當中，在實際運行過程中性能良好，有一定的可信度。未來將會有大批的國產柴油發電機組代替進口設備，如果這樣將會在一定程度上降低石油開采成本，提高國內生產設備的使用率。而較為先進的數字式發電機控制系統，用于鉆機進行工作，是實現石油鉆機自動化一個主要方面，它的優勢在于就能夠將若干機組進行并機與解列等操作，能夠自行判定負載數據，智能分配不同機組的輸出功率。

用天然氣做燃料的燃氣機組作為動力是動力技術的又一方面，但它只能在油田天然氣含量較多的區域采取使用，而且存在鉆井重負荷工作時電壓、電流容易發生不穩定的技術問題，因此還有必要提高生產技術，力求解決電源電壓不穩的問題。

1.2晶閘管整流傳動與變頻傳動的技術

電動鉆機中最為重要的是國內生產的電動鉆機，應用了交流變頻傳動和晶闡管整流傳動技術，此種鉆機在石油開采中大量采用，有效地提升了鉆機的性能，同時構造也變得簡單，也便于使用期間的維護。在技術上有一定突破與創新，同國外同類產品相比略有優勢并受到國外同行的認可。在交流變頻鉆機中，性能較好的是德國S120與ACS800變頻器。對變頻器的研發與生產，我們國家正在努力的進行中。對鉆機的購置也只能根據資金的多少而定，如：資金足夠就購買新鉆機，使用多傳動。

1.3當下鉆機控制核心已用PLC 的數字控制系統

受自然和地質等因素的影響較大使油田開采面臨相對困難的境況，而陳舊的鉆井作業方式已不能適應生產的需要，因此急需要改進；而PLC 的數字控制系統的使用大大的提高了勞動生產率，生產成本大大降低，安全程度提到一個新的目標。“PLC的工作原理是運用強大的運算核心（CPU）加上可編程的存儲器，通過軟件將運算結果通過數字或模擬信號的輸入與輸出對機械進行操作”。

2、鉆機自動化技術存在的問題

在我國石油鉆機自動化技術的開發中，目前仍然存在較多的問題，歸結起來有如下幾點：

2.1一體化電機問題。電機的設計方面并不嚴格，絞車以及鉆井泵的體積與電機的使用存在不相適應的問題。無法實現電機的一體化。

2.2規劃不嚴密

在實現鉆機自動化新技術的使用過程中，出現像接口及尺寸不適宜的現象，導致不兼容問題的發生。

2.3電機功率不匹配。

電機的功率合理化較難實現。如：“在 F-1600 鉆井泵組的工作中，功率需求為 1200kW，現在我國僅僅運用2 臺 800kW 的電機帶動，造成功率存在不匹配的現象”。

2.4缺乏安全等級高的電機。

在海洋以及惡劣環境下作業，電氣設備只能在露天的環境下進行作業，我國當下還缺乏安全等級高的設備，進口設備大大增加了企業的生產成本。

2·5電子元件質量問題

我國電氣設備的使用具有嚴格的標準，但就目前而言電氣設備的供應較為混亂，偽劣產品大量存在，嚴重影響石油鉆井技術的安全生產。

3、發展建議

3.1積極研發自動化工具

“科學技術是第一生產力。”由此看來必須研發先進的自動化鉆井機械，以此來提高石油生產量和作業的安全等級，增加企業的生產效率以及利潤，要積極學習外國先進的技術，同時具備自主創新的意識和能力，把國產設備的實用性與質量提升到一個新的水平。

3.2優化集成控制技術

目前國內石油鉆井使用的是PLC設備控制，是把計算機網絡技術引進到鉆機系統中，直接采用冗余系統（德國的S7400H系統）；同時設備與控制器間信號相互交流，達到信息交互與共享的目的。

3.3鉆機節能技術的開發

將柴油機驅動變更為高壓網電電動機驅動是節能研究的一個方面；為提升鉆機傳動效率，降低燃油消耗減少排放，將液力變矩器更改為液力偶合器是節能技術開發的另一個方向，目前正在實驗過程中，不久將會大面積應用。

結束語：

直至現在我國石油鉆機自動化技術始終在探索中前進，與發達國家相比有一定的差距，要想提高我國的鉆機自動化程度，就必須從集成技術的研發入手，實現節能技術的突破，增加自主創新能力，真正使我國石油鉆機自動化提到一個新的高度，更好地為現代化建設做貢獻。

參考文獻

[1]顏菁菁. 石油鉆機自動化技術的問題及發現建議[J]. 中國石油石化，2015（16）：62-71.

[2]李皓. 石油鉆機自動化發展探討[J]. 工業b，201（6 8）：38-46.

作者簡介：馬曉亮，男，1990年1月4日，回族，甘肅臨夏，本科，助理工程師，研究方向：石油鉆井設備管理。

（作者單位：甘肅省蘭州市蘭州新區蘭石石油

裝備工程股份有限公司）