海洋石油模塊鉆機自動化發展存在的問題及對策

巨鵬如(蘭州蘭石石油裝備工程股份有限公司，甘肅 蘭州 730000)

0 引言

在社會迅速發展的今天，人們對石油資源的需求量越來越大，同時，為保障國家能源安全，包括海洋石油都在不同程度加大開采力度。反觀海洋模塊鉆機發展歷程，近十多年的時間模塊鉆機適應水深越來越深，但技術創新緩慢。在智能制造的時代背景下，將其應用在提高鉆機自動化發展，提高鉆機智能化程度，加上技術的改進和創新，使海洋石油模塊鉆機的自動化發展水平越來越高。

1 模塊鉆機自動化存在的問題

海洋模塊鉆機通常由鉆井設備模塊(DES)、鉆井支持模塊(DSM)、散裝灰罐模塊(P-TANK)、鉆井動力模塊(GM)等組成。模塊鉆機的裝備水平是海洋固定式平臺先進性的重要體現，近些年海洋石油鉆機的快速發展，形成了模塊鉆機系列化、國產化。模塊鉆機的靈活性和適應能力都比較高，并且國內成熟度高，布置已具規模，所以和其他技術相比，總體的性價比非常高。在近些年的發展中，隨著人力成本的上升和安全意識的提高，以及人性化方面的重視，模塊鉆機自動化水平明顯提高，國內很多家企業開始致力于設計研發各類自動化工具，汲取國外成熟經驗的基礎上因地制宜自主創新，已有很多項技術發展趨于成熟，諸如動力二層臺、鐵鉆工、雙司鉆等自動化工具得以應用。國內的模塊鉆機發展越來越重視鉆機的智能程度、工作效率、故障率和安全程度。雖然模塊鉆機總體上發展還算平穩，但是仍存在一些問題亟待解決：

第一是，海洋鉆機技術的核心創造力不足，核心技術的競爭力和創造力是衡量一個國家科學技術發展水平的重要標準，技術創新不夠，就無法進行根本上的改進和發展。我國的海洋鉆機技術發展起步時間比較晚，國家對這方面的技術支持力度不夠，在專業人才和資金上都比較匱乏，導致整體的技術發展水平偏低，基礎較弱，各部分之間特別是水下設備，沒有辦法做到均衡全面發展，拉低了整體發展的進度。

第二是，海洋鉆機自動化程度低，盡管這些年陸續展開一些自動化工具的應用，但并不是系統化應用，不能最大程度體現智能和集約，導致整體智能水平降低。某一部分的核心技術不完善，在自動化作業中就容易出現問題，總體上不提升研發力度和工業試用，就與國外發達國家的先進技術水平有一定的差距，所以，要加大在關鍵技術上的研發力度。

第三是，因為我國模塊鉆機技術發展起步晚，對模塊鉆機的智能化、輕量化研究不夠，特別是海洋特殊工況下，輕量、鹽霧腐蝕、結構強度、特殊材料、安全等技術。如果想要進一步進行研發，還需要在實踐中不斷探索，一方面吸取國外的先進經驗為我所用，另一方面大膽嘗試新技術、新工藝。

第四是，模塊鉆機技術的標準化體系仍不夠完善，當前，我國常規鉆機應用比較廣，因為這種鉆機造價不高，適應能力比較強，一般的環境都沒有太大的問題，但在復雜條件下，就可能應付不來，還需要進行自主研發和創新。在標準化體系下，應該加強整體的體系完善，安排分配工作人員進行整體檢查和監督，分配好各個部門的工作和任務，引進專業人才在技術研發領域，監管人員采取輪班制輪流監測安全和技術問題，打好基礎才能進行接下來的創新，推進模塊鉆機的自動化發展。雖然我國在制造業上居于領先地位，但是核心技術的落后是不能忽視的問題，只有重視問題所在，加大力度進行解決分析，才有利于改變目前落后的局面。

2 石油模塊自動化問題的對策

針對上文提出的石油模塊鉆機自動化面臨的一些問題，下文將根據每個存在的問題試論解決方案，以供參考。

2.1 開發新產品

在認清我國先進技術水平與發達國家仍有一定差距后，要正視差距所在，關鍵是加大自主研發和創新力度，爭取縮小這一差距。在汲取國外模塊鉆機技術的同時，也要自己進行自主研發，不斷跟進技術水平。目前，我國的設備使用都停留在基礎和初級階段，想要提升技術發展水平，就要改進基礎設備。申請資金和專業人才開發新型產品，引進國外的先進設備，將其技術應用到自身制造發展上來，目前，新開發的產品有直驅技術、管子處理系統、在線診斷等，應用于自動化發展。直驅技術具有較高的可靠性，不僅可以減少傳動損耗，還可以提高整體的發電效率，技術的運行和維護的成本偏低，可以減少風力發電機組的零部件數量，與此同時，電網的接入性能也較高，能夠持續維持電網穩定運行。在開發新產品時要對安全性能、可安拆性，以及是否方便運輸都要做綜合考量，只有整體都符合要求才算新產品開發取得成功，從而才會推動模塊鉆機自動化技術有進一步的發展。

2.2 加大研發力度

在技術研發領域，應該做好前期的準備工作，將各研發部門分工明確，權責統一，每個部門以及下屬的每位工作人員都要明確并負責好自己的任務和工作，一旦進行深層次的技術研發，各部門均應保證自身的工作效率與質量，提升整體高效配合度。此外，在投入方面要加大力度，無論是專業性的技術人才，還是整體上所需要的資金，都要加大扶持力度。只有保證資金和人才到位，才能使接下來的研發工作得以有效開展，不然基礎工作做不好，之后的努力多半都是徒勞。綜合考量國內外的海洋石油模塊鉆井，引進并研發水下鉆井設備和裝置，但是一切工作的開展都是要基于保護環境的前提之下，提升石油模塊鉆機的自動化和智能化水平。可以派遣技術人員進行國外實習和交流，研究國外技術在哪些具體方面處于領先，和國外企業公司加強跨國交流合作，并不斷創新出質量高、技術水平領先的新型設備。當前，我國的鉆井工作水平和設備，是和發達國家有一定差距的，可以重點研制大型水下鉆井設備，提高設備自動化的使用能力，在新產品上使用核心技術，推陳出新，參與到國際競爭中，提高核心競爭力，在競爭中找出不足并彌補差距，增強整體技術水平[2]。

2.3 使用高水平設備

在加大力度進行技術水平研發的同時，也要注重設備裝置的質量和水平問題。設備如果太初級，不符合高科技的應用標準，那么技術創新力度再大也不能保證自動化發展的整體水平。國家要加大對鉆機設備的投入，為不同的鉆機配套先進設備，在制造開發上，注重研發高效、風險性低、自動化和智能化程度高的鉆機產品，提升鉆井設備的技術水平，不斷推陳出新高水平的新型設備，制造出具有核心技術競爭力的鉆機，來支持鉆機的自動化發展。根據環境、設備型號、以及運輸情況，來開發新智能、多元化、靈活度高的優質產品，滿足自動化發展在各個方面的具體要求，結合國內外鉆機的研發和使用情況，在新設備引進或研發過程中總結經驗，盡力縮短和國外發達國家設備制造方面的差距。對鉆機設備定以高起點，在實踐過程中遇到的技術問題，要多進行改進和完善，彌補缺陷，制造出高度集約化和智能化的鉆機產品，吸引國內外的石油模塊鉆機市場的目光來進行消費。

2.4 水下設備前期研究

因為我國對海洋石油模塊鉆機的研究和創新開始時間比較晚，所以對于模塊鉆機的自動化研究自然也不太深入，對于水下設備的前期研究也沒有重視起來，國家對于這方面的科研投入力度還不夠大。但是近年來，研究目光逐漸轉向水下設備的前期準備上來，在實踐總結和新興技術探索的過程中，逐漸積累研究經驗，并密切關注煤氣層方面和超深井的作業情況，給之后的研發工作打好前期基礎[4]。在前期的技術準備工作中，要做好儲備工作的管理，對于水下設備的研究要提前進行規劃，但是水下設備前期研究這一塊相對落后，還沒有得到廣泛應用，需要繼續引進技術進行研究，爭取取得良好的效果。在大型設備重點研究的同時，把核心技術也要引進到水下設備前期研究上來，根據不同鉆機和設備的作業情況，進行數據和資料的整理分析，為之后的各項研究打好基礎，從而提高石油模塊鉆機自動化的發展水平。

2.5 健全管理標準化體系

在研發海洋石油模塊鉆機自動化技術的同時，也不能忽略整體管理標準化體系的建設，標準化體系雖然不需要核心技術的自主研發，但是在整個鉆機自動化發展中，發揮引領全局的作用。健全體系建設，才能將各部門負責的工作統一下達，每個部門有了明確的分工，才可以進行作業，如果其中某一環節出現問題，那么就可能直接影響到整體的自動化發展。建立標準化體系，能夠權責明確，分工具體，出現問題可以迅速找到問題發生的來源，對癥解決，之后可以改進不足，優化部門和人員配置，以便于日后的鉆機自動化發展。大力推進模塊鉆機的自動化標準化體系建設，可以將我國制造業的優勢得以進一步發揮，從而使鉆機產品能夠更加符合要求，精細優質，提高鉆機產品的整體性價比，不僅節省成本，還能保質保量。

總體看來，海洋石油的模塊鉆機自動化發展前景是十分可觀的，順應了時代和科學技術發展的潮流，在未來的發展走向上，勢必會朝向智能化、自動化和集約化發展，在模塊鉆機設備的引進和研發上，更是要符合裝置精密、傳輸便捷、集中控制等要求。加快海洋石油模塊鉆采的一體化程度，大幅度提高鉆機鉆采的速度，使作業速率變得更加高效化，與此同時，還要降低整體的生產成本。國家提倡節約能源、綠色發展、可持續發展，所以在保護環境的基礎上開采石油資源，模塊鉆機的自動化技術必然是大勢所趨。

3 結語

綜合來看，海洋石油模塊鉆機的自動化技術在我國的發展是有廣闊的前景的，但是在發展過程中，也會不可避免的存在諸多問題，整體上和國外的發達國家技術水平相比仍有一段差距。因此，需要提升自動化技術水平，加大創新力度，多進行自主研發，引進國外的高科技取長補短，提高我國的石油市場份額，總體上提升科技水平和在世界上高端技術的競爭力。