石油鉆機自動化技術現狀分析與建議

智慶杰，劉登，陳元欣

（中國石油寶雞石油機械有限公司鉆機分公司，陜西 寶雞 721000）

為了與現階段高速發展時代的鉆井工藝要求相符合、相一致，許多公司與相關設計人員都在絞盡腦汁進行設計新型的、多種形式的鉆機，例如，電驅動鉆機、模塊化鉆機等，將傳統的依賴人工進行拉、扛、拽等才能完成的工作，現階段全部由電動設備所代替，大幅度地降低了人工的勞動強度，同時也改善了工作的環境。但是，根據有關調查發現，現階段我國的石油鉆機的自動化技術中還有很多方面需要更新與升級。基于此，本文下面將對石油鉆機自動化技術現狀進行進一步的分析與研究。

1 石油鉆機自動化技術發展的現狀分析

（1）變頻傳動技術與晶閘管整流流動技術的運用。隨著我國時代的高速發展，電力拖動技術已經逐漸加入石油鉆機技術發展中，運用傳動與調速等優勢與特點，深受相關工作人員的喜愛和廣泛運用，在市場份額中占據極高的地位。在交流變頻鉆機發展的過程中，變頻器可謂是鉆機的重要配置，但是，通過相關工作人員的調查發現，我國所生產的電機雖然能將性能發揮到極致，是因為受到了信任程度與技術優勢的影響與制約，造成國產電機在推廣的過程中受到了很大的阻礙。

此外，相關工作人員又將交流鉆機傳動方式分為多傳動和單傳動兩種模式，此兩種模式自身都具有一定的優勢與特點，即多傳動在成本方面優勢巨大，而單傳在兼容性方面特點明顯。

（2）動力源發展的現狀。在石油鉆井技術發展的過程中，我國運用的是柴油發電機動力方式，就是通過發電將電網進行科學、合理的控制，這樣就可以使絞車和輔助系統的供電真正地實現。在此技術運用的過程當中，通過使用數字和模擬發電機，可以真正地實現多臺機組運行。在現階段柴油發電機技術中，運用最多的就是美國公司生產的產品，在配套設備運用方面，運用的則是我國石油集團所開發的輔助設備。

在一些資源豐富的地區，一些油田則會運用燃氣機組的工作方式，但是，對于那些負載較重的工程來說，無法與電力的要求相符合、相一致。針對這一問題，石油企業中的相關工作人員經過不懈的努力，終于研制出了燃氣與柴油混合動力的機組，此技術能夠按照工程的具體情況對比例進行科學、合理的設置，但是，現階段依舊處在試驗階段，前景十分的可觀。

此外，在那些電網十分便利的地區，運用的則是操作變壓器將電源接入，但是，此設備中還存在著一些不足，那就是會讓無功功率增加，對電網的質量造成不同程度的影響，因此，需要設置無功補償裝置對其進行適當的調節，這樣做能夠大幅度地提高鉆井技術的可靠性。

（3）自動化工具的運用。通過對我國石油鉆機自動化技術的分析，發現伴隨著石油公司要求的不斷增加與提高，HSE 要求已經以循序漸進的方式實現。在這樣的背景下，各個石油企業都在主動、積極地研制自身的產品，其中主要將輸送設備與動力貓道等產品作為關鍵與核心。自動化工具的廣泛應用，大幅度地將石油企業的自動化水平提升到了一個新的層次。

2 石油鉆機自動化技術發展中存在的問題分析

（1）規劃問題。在石油鉆機自動化技術的研發中，幾乎都會用第三方設備進行輔助生產，但是，通過大量的實踐證明，由于接口與尺寸存在著差異性，所以經常會造成不兼容問題的出現。

（2）缺少一體化電機。在石油鉆井技術中，會對絞車和鉆井泵的體積進行嚴格的控制與管理，但是，通過對電極設計方面的調查，發現設計方面并不是十分的嚴格，無法真正地實現電機的一體化。

（3）缺乏安全級別高的電機。當工作人員在進行石油鉆井作業的過程中，有時會面臨海洋和惡劣等環境，電氣設備需要在露天的環境下進行實際的作業，我國對于設備安全等級需求為IP56，但是因為現階段我國缺乏安全級別高的設備，所以設備散熱問題無法得到妥善的解決，同時也進一步地增加了企業支出的成本。

（4）安裝問題。在石油電機相關設備進行實際安裝的過程中，存在著很多的問題，即電纜安裝缺乏規范性、密封不合格、接地處理不科學、標識模糊、間隔處理的不適合、通風性不好等，這些問題都會對鉆機技術自動化產生不同程度的影響與制約。

（5）電氣設備的供應較為模糊和混亂。在原件應用的過程中，需要與我國所制定的電氣設備使用標準要求相符合、相一致，但是通過調查發現，現階段電器設備的供應較為模糊與混亂，根本無法與設備的使用需求相滿足。甚至有些商家會出現偽造證書等不法行為，對石油鉆井技術的安全生產造成不利的影響。

3 關于石油鉆機自動化技術發展的建議

（1）加大自動化工具開發的力度。在石油鉆機技術應用過程中，現階段，我國已經逐漸地將地面和管柱自動化設備的運用真正地實現，這與國外的一些較大型的公司相對比，我國地面和管柱自動化設備的運用還處在起步階段。因此，我國要加大自動化工具開發的力度，制定出具有科學性、合理性的作業流程。另外，在鉆機開發的過程中，要將提高設備的可靠性作為主旨與核心，將滿足設備的使用要求作為開發目的。

（2）加強對集成控制技術的運用。通過有關調查了解，現階段我國的鉆機技術幾乎都會運用電動機、儀表、監控技術，但是，信息與運行之間的集成還未實現，距離信息共享還有一定的距離。因此，在進行開發的過程中，需要加強對集成控制技術的運用，相關科研人員在日常的工作中一定要不斷地總結和學習，并且還要進行仔細的分析和綜合的討論，加大研發的力度，促進集成控制技術快速地發展，爭取早日將信息共享實現。

（3）節能技術的開發。在石油鉆機技術運用的過程中，其中浪費的行為不可忽視，因此，需要不斷地開發節能技術。例如，在變頻絞車應用的過程中，運用的是電阻轉化的方式來進行熱能的提供，這其中就有很多的浪費形成。在節能技術應用的過程中，可以通過超級電容進行回收，之后進行二次運用，這樣就能大幅度地將石油鉆機技術的可持續發展真正的實現。

（4）故障診斷技術的大力開發。在石油鉆機技術開發的過程中，勢必會有各種各樣的問題與故障出現，當出現問題后，石油企業會運用人力資源來對問題進行診斷，這樣不但浪費了大量的人力資源，同時，診斷的效率還存在著偏低問題。因此，要加大故障診斷技術開發的力度，運用數據采集的方式，將匯集的所有信息傳輸到計算機中，通過與之相對應的軟件技術，對所出現的故障與問題進行科學、合理、細致、全面的診斷。

4 結語

石油鉆機生產具有特殊、復雜、系統的性質，所涉及的專業較多，要想進一步地提高國產鉆機自動化的水平，需要鉆機主機制造廠、配套廠商、專業技術公司等方面共同合作、共同努力，將自身的優勢與特點發揮到極致，共同將鉆機生產過程中出現的問題，全面克服與解決，讓我們國家所生產的裝備與國外一些標桿企業的產品在國際舞臺上進行競技，進一步地增強我國的實力與競爭力。