中國海上固定平臺模塊鉆機自動化技術現狀及展望

郭 華 周 超 鄭清華 張 甫

(中海油研究總院有限責任公司 北京 100028)

截至目前，中國海上油氣田經過40年大規模開發，在淺海海域采用固定式導管架平臺開發已成為一種成熟的油氣田開發模式。鉆機作為鉆井作業的核心裝備，為整個鉆井作業提供動力和支撐[1]。海上鉆井裝置分為移動式鉆井裝置和固定式鉆井裝置。移動式鉆井裝置具有工作時效較高、可實現先期導管架鉆井、油田可早投產收效快、與平臺接口界面相對較少等特點，中國第一座自行設計建造的自升式鉆井平臺“渤海一號”于1973年建成并投入使用[2]。在移動式鉆井裝置發展歷程中，經歷了坐底式、自升式和半潛式等多種型式。由于起步早，自動化相關技術應用較完善，早期完美解決了中國海上油田開發叢式井的鉆井作業需求[3]。

隨著海上油田開發規模越來越大，部分油田單個平臺布置的井數也越來越多，初期鉆完井、后期修井和調整井作業對鉆井裝置的需求越來越迫切。目前，在初期開發井數較多的固定式導管架平臺上，模塊鉆機扮演著初期鉆井、后期修井和進行調整井作業的重要角色，在過去幾年的海上開發井鉆井作業中，模塊鉆機占據了將近一半的作業量。從1983年，中國首座模塊鉆機由依靠與國外公司合作，在埕北油田“A平臺”開始服役至今，中國逐漸實現了設計、裝備制造、集成配套等全產業鏈國產化，并取得了對外出口服務的驕人業績[4-7]。

目前中國模塊鉆機配套仍舊以傳統鉆機配套為主(圖1)，在二層臺、鉆臺井口區、坡道區大量采用人工作業，自動化程度低，工人的勞動強度大、危險性較高。在海上作業安全與環境要求不斷提高、人工成本逐年上升、工業控制與數字化技術飛速發展的今天，回顧模塊鉆機自動化技術發展歷程，結合移動式鉆機和模塊鉆機自動化技術實踐經驗，探索我國模塊鉆機自動化技術的發展趨勢，對于提升中國海上鉆井作業效率和安全性，推動油氣田開發增儲上產、提質增效及綠色發展具有重要指導意義。

圖1 中國海油海上固定平臺模塊鉆機

1 模塊鉆機的優勢

1.1 起步晚，發展快

早在1945年國外已開始用鋼材建造固定式平臺，其后模塊化鉆機得到工業應用。1973年，美國石油協會在發布了模塊鉆機標準API SPEC 2E 1st，后于1988年廢止。中國在埕北油田引進模塊鉆機之后，1989年在南海東部首個合營油田惠州21-1引進現代海洋模塊鉆機。從1990年惠州21-1油田投產至1996年，南海東部一共引進了7座海洋模塊鉆機。

2003年中海石油研究中心開始籌備海洋模塊鉆機國產化研究課題，2005年中國海油完成了監理、建造、設計三級跳，其后模塊鉆機在國內迎來了大發展，2007—2009年，中國海油發布了11部模塊鉆機企業標準(表1)，2013年發布3部模塊鉆機國家標準GB/T 29549.1～3，2017年中國牽頭起草的模塊鉆機國際標準ISO 18647發布實施。截至目前中國已成為全球模塊鉆機數量最多的國家之一，保有量約80座，且以每年2～3座的速度遞增。

表1 中國海油企業標準：海上石油平臺鉆機(Q/HS 2037)

1.2 目標油田明確，可實現“量體裁衣”式設計

中國近海油氣藏在勘探發現后，在300 m水深范圍以內的油氣田一般采用導管架平臺布置叢式井集中開發，目的油氣層、平臺產量和井槽數量等需求較為清楚，鉆完井作業對鉆井裝備的需求相對明確。模塊鉆機一般建成調試好后永久安置在生產平臺上，負責后期修井和調整井作業。鉆機各系統設備可充分考慮目標油田的具體需求，實現“量體裁衣”式設計，保證海上油氣田高效開發。例如，針對渤海某油田開發井斜深較淺、水平位移井較大的特點，鉆機提升系統在保持最大鉤載不升級的情況下，針對性地提升頂驅、灰罐、鉆井泵和鉆井液池相關參數配置，保證鉆井作業高效；針對南海某油田生產平臺在生產期間電站能力不足的問題，模塊鉆機設計了生產平臺反供電回路，實現鉆機與生產平臺一體化供電。

1.3 初期建造成本高，后期作業時機靈活

模塊鉆機國產化后費用較進口已大幅降低，目前單座模塊鉆機設計、集成建造、海上調試總費用約2億人民幣，而移動式鉆井裝置初期建成后可多地重復使用，進而攤薄每次使用成本。但是，模塊鉆機在海上安裝調試成功后，操作日費僅為移動式鉆井平臺的四分之一至五分之一，這為海上大型油氣田開發提供了更多選擇。

在海上油田投產后，模塊鉆機一直安裝在生產平臺上，可以隨時為密集的叢式井提供修井和側鉆等作業服務，節約了移動式鉆井裝置的動員時間。從以往的使用經驗來看，在水深小于120 m的淺水海域，當海上平臺開發井數達到35口左右，模塊鉆機便成為油公司更為合適的選擇；在自升式鉆井平臺受限的120～300 m水深的海域，模塊鉆機優勢更為突出。

2 國外鉆機自動化配置及發展情況

海上模塊鉆機的基本設備組成相同，控制對象基本相同，自動控制技術具備較強的可借鑒性。2005年AKer為阿塞拜疆國際作業者公司交付的BP公司Central Azeri項目模塊鉆機具備遠程控制功能，可實現在棧橋連接的臨近平臺控制模塊鉆機作業。該套鉆機具備手動、導向和自動三種工作模式。在自動模式下，該鉆機可實現一鍵式操作，鉆臺上除司鉆外不需作業人員，所有設備由預先設定的程序按步驟執行，所有的互鎖和防碰撞系統自動開啟。該套鉆機主要配置的自動化設備有氣動指梁、二層臺橋吊、鷹爪機、動力吊卡、低位導向臂、液壓鐵鉆工、泥漿盒、液壓動力卡瓦、動力鼠洞、堆場送管機和甲板折臂吊。甲板折臂吊可實現堆場190°范圍內管材抓取并放置于送管機上，配置動力貓道將管子運送至鉆臺，再由低位導向臂和鷹爪機將管子由水平狀態調整為豎直狀態，在動力鼠洞中接好立根后放置于對應指梁位置。該套鉆機還配置了區域智能管理系統，該系統在每一個設備周圍預設了虛擬空間，每個虛擬空間可由最多5個矩形組成，每個動態變化的矩形將具體位置信息顯示在同一個坐標系中。區域智能管理系統預先設置了每個設備之間的安全距離，通過可編程邏輯控制器(PLC)在相關設備碰撞發生前停止其運行。

過去的10年是自動化鉆井技術發展最快的時期，國外公司陸續推出了一批具有較高自動化水平的新型鉆機開展試驗驗證。斯倫貝謝推出了配置9套機械手和2套鐵鉆工的未來鉆機；West Group推出了應用7個機器人、32個軸實現管柱的高精度自動化處理的CMR鉆機；Drillmec推出了配備數據采集系統(DAS)和鉆井監控系統(DMS)的全液壓鉆機。這些有益的工業嘗試，為國內模塊鉆機自動化技術引進和再創新提供了良好的經驗借鑒。

國外鉆機在用的鉆井集成控制系統主要有NOV的Cyberbase系統、Amphion 系統以及Aker MH的DrillView系統(圖2)。Amphion和Cyberbase為自動化鉆臺流程和設備交互的控制系統，它將機器控制、鉆機自動化、鉆井數據、閉路電視和第三方信息整合成一個連貫的系統。DrillView使用WITS協議在DrillviewTM系統和各種第三方服務系統之間傳輸數據，確保設備安全、高效和可靠的工作。

圖2 國外典型司鉆座椅

在管具處理系統方面，部分國外固定式平臺模塊鉆機自動化管具處理水平略高，在管具堆場配套折臂吊以及水平動力貓道，如West White Rose固定式平臺配套Aker MH公司的折臂吊以及水平動力貓道從而完成管具在堆場與鉆臺之間的移運；此外，海瑞克公司設計了一套適用于固定式平臺的自動化鉆井包TI-600，但該鉆井包目前屬于概念設計，未能得到實際應用，該鉆井包提升系統采用液壓起升形式，并配備了一整套自動化管具處理系統包括翻轉式抓管機、液壓排管架、門式抓管裝置、液壓吊卡、動力卡瓦、鐵鉆工等設備，該鉆井系統采用預接好的雙根進行作業(管具堆場排放的是預接好雙根鉆柱，而非常規單根)。

隨著海上作業對時效的要求不斷提高和作業水深的增加，輔助鉆井作業時間在整個鉆井作業時間中的占比也相應的增加，為了提高深水的鉆井效率，通過優化和改善鉆井工藝，提高輔助鉆井操作和主鉆井操作的并行性，漸漸形成了“雙井架”(dual derrick)和“一個半井架”(offline or dual activity rig)兩種基于鉆井工藝流程的鉆機型式。1999年，世界上第一艘安裝了雙井架鉆機系統的Discoverer Enterprise號鉆井船交付，該平臺的成功建造是世界深水鉆井裝備發展的里程碑[8]。

目前雙井架作業系統已經成為大型鉆井船鉆機的標配，雙井架鉆機通常采用平行型排管系統，平行型排管系統主要適用于需排放大量鉆桿、鉆鋌、套管的平臺，能與水平的鉆桿操作系統完美地協調起來?？赏ㄟ^調節指梁的具體尺寸，來實現不同尺寸的鉆柱排放。先進的鉆井船大多數配置雙井架系統，并配備自動化管具處理設備，如Drillmax、Drillmax ice、Discoverer clear leader等多座半潛式鉆井平臺。隨著半潛式海洋鉆機的發展，其自動化程度越來越高，抓管吊、動力貓道、HTV、排管機、動力指梁、鐵鉆工、動力卡瓦、動力吊卡、泥漿防噴盒、扶正機械手、隔水管吊機、隔水管立式貓道等自動化管具處理系統設備配置齊全[9]。

移動式深水鉆機在鉆井液自動混配方面發展比較完善，操作者指定鉆井液處方和加入到泥漿的混合材料，在混合管線上的密度傳感器顯示鉆井液密度。當達到目標密度時，加重材料的加入會停止。加入到鉆井液中的處理劑的速度和容量可以通過控制加料器和液體添加泵撬來進行控制，每個容器內散料粉末或者液體容量和重量可以追蹤顯示，NOV、CAMERON、SWACO等公司產品均有成功應用案例。該技術的發展方向是基于泥漿混合系統的全自動實時監控系統，該系統將井下和井口等傳感器和儀表采集的數據反饋給計算機處理器，處理器計算出需要加入鉆井液中化學處理劑的容量和正確的添加速度，發送給鉆井液自動混合系統。鉆井液存儲和泵送系統與鉆井液混合系統、散料存儲和輸送系統共同協作實現鉆井液狀態的不斷優化，確保井眼的維護優化和調整[10-11]。

近年來，海洋深水鉆機也出現了多種自動化程度較高的新型鉆機，如Aker MH的Ramrig液壓缸提升系統系列深水鉆機、NOV的超深水液壓缸提升系統鉆機、NOV的雙絞車深水鉆機、Huisman的多功能鉆井塔式雙絞車鉆機等，在海洋深水環境中均具有較好的表現[12]。

3 中國模塊鉆機自動化技術現狀及原因分析

3.1 操作與控制系統

中國海上固定平臺模塊鉆機操作與控制系統集電氣可編程邏輯控制器(PLC)、火氣探測(F&G Monitor)、公共廣播報警(PA/GA)、工業監視(CCTV)、程控電話(PABX)和局域網(LAN)功能為一體，性能穩定并率先實現國產化。模塊鉆機司鉆房內鉆井儀表、頂驅、泥漿泵、轉盤、高壓管匯等設備的操作分布在不同的操作臺上。鉆井儀表一般為單獨的操作顯示臺，采用機械表的形式顯示鉤載、鉆壓、立管壓力、大鉗扭矩、泥漿泵泵沖等主要鉆井參數，一般位于司鉆椅的正前方。節流控制盤上顯示有高壓立管、節流壓井管匯、液氣分離器的壓力及高壓鉆井泵的脈沖次數，節流壓井管匯上的液控節流閥可在節流控制盤上進行控制操作。司鉆房內設備控制由各設備廠家提供，在司鉆房內組裝，司鉆房內布置較為繁雜，并且各設備之間往往相互獨立，缺乏信號對接，設備之間缺乏互鎖保護，鉆機主要依靠司鉆操作者經驗進行安全控制。

寶雞石油機械有限責任公司近年開展了管柱自動處理系統、井口自動化工具、遠程電子司鉆及其集成技術等研究工作，建設了基于VR技術的雙司鉆操作系統(圖3)。目前，中海油模塊鉆機的操作與控制正在向一體化集成控制方向發展，在近年新建的部分鉆機上，傳統的鉆井儀表已集成在了鉆機操作與控制系統中。由于目前在建鉆機中配套的自動化設備主要為二層臺機械手和鐵鉆工，司鉆房內布置了主司鉆和副司鉆兩張操作椅(副司鉆僅控制二層臺機械手，鐵鉆工利用遙控盒根據現場實地情況進行控制)，僅有在建的渤中29-6油田WHPA模塊鉆機配置了冗余式主輔雙司鉆一體化操作與控制系統。

圖3 寶雞石油機械責任有限公司的雙司鉆操作系統

從2006年開始建造“海洋石油941”自升式鉆井平臺至今，中國主要海工制造企業完成了大量高端自升式鉆井平臺的設計建造工作，如大連船舶重工、煙臺中集來福士海洋工程、中遠海運重工、上海外高橋、招商局工業集團等，這些鉆井平臺上的鉆機主要配套了美國NOV鉆井包，部分鉆機配置了Cameron、TSC等廠家的鉆井包，司鉆集成操控系統、管具處理自動化系統等已成為這些自升式鉆井平臺的標配[13]。中國移動式鉆機在用的鉆井集成控制系統幾乎全部被NOV以及Aker MH的操作系統所壟斷。目前國產鉆機集成控制系統產品的技術水平與國外相比存在非常大的差距，已實現實際應用的集成操作系統主要集中在陸地鉆機或者未配套自動化管具處理設備的自升式鉆井平臺，高端海洋鉆機操作與控制系統產品的可靠性和穩定性還未得到充分證明和市場認可。近年來中國新建造的海洋深水鉆機已基本全部實現了自動化設備配套，有些鉆機還配套了雙作業鉆井系統，如“中集藍鯨號”，以及大多數的超深水鉆井船等。

總體來看，目前模塊鉆機的操作與控制系統以傳統鉆機為主，與陸地常規鉆機相似，仍舊需要大量工人的協同作業，勞動強度大，在設備的自動化配套、操作系統的自動化作業流程、設備之間的安全互鎖保護方面存在不足[14]。

3.2 管具處理自動化系統

管具處理自動化系統是一個綜合性處理系統，主要完成鉆桿、鉆鋌、套管、隔水管等管具的抓取、運移、組裝、拆卸、放置等任務，保證管材鉆具安全快速、穩定高效以及連貫流暢處理[15-17]。模塊鉆機在堆場、二層臺區的管具處理與大部分傳統陸地鉆機相似，在鉆臺區配置有鐵鉆工、液壓貓頭、液氣大鉗、手動卡瓦、手動吊卡、氣動絞車、常規鼠洞等設備，隨著鉆機自動化技術不斷發展，模塊鉆機開始對人員操作強度大、危險性高的場合增配自動化的管具處理設備，當前逐漸實施配套的產品有動力卡瓦、液壓吊卡、鐵鉆工、二層臺機械手及動力指梁等，實現二層臺和鉆臺區的少人化作業。如黃巖1-1氣田“WHPA平臺”模塊鉆機、錦州25-1油田“WHPA平臺”模塊鉆機及恩平15-1油田“CEP平臺”模塊鉆機等配套伸縮臂式鐵鉆工用于管具上卸扣操作；錦州25-1油田“WHPA平臺”模塊鉆機、恩平15-1油田“CEP平臺”模塊鉆機等同時配套動力指梁、二層臺機械手等設備，用于管具移運及排放。

自升式鉆井平臺的自動化管具處理系統因其具有較高的適應性、經濟性和先進性，正在逐步取代傳統的人工管具操作，淺水鉆機配置該系統的比例越來越大，近年來我國新建的自升式鉆井平臺一般配備自動化管具處理系統，如“海洋石油941”“東方龍”“東方鳳”等。但是，中海油部分在用自升式鉆井平臺仍未配備自動化管具處理系統，如“南海一號”“海洋石油935”“海洋石油921”等。中國的半潛式鉆井平臺單井架鉆機一般不配備自動化管具處理設備(如“南海二號”“南海五號”等)，僅有少數平臺(如“南海六號”)配套鐵鉆工、動力卡瓦及半自動排管機等設備，管具處理方案與移動式老舊淺水鉆機和模塊鉆機類似。

總體來看，中國模塊鉆機配套的自動化管具處理設備比較少，仍普遍使用傳統貓道及坡道、氣動絞車吊運管具進行上下鉆臺操作。有的鉆機僅配套了鐵鉆工，新設計或者建造的鉆機也僅配置了鐵鉆工和二層臺機械手，僅減少了部分人力，在操作時仍舊需要人工協助參與，其主要不足有以下幾點：

1)仍舊是傳統的坡道，管具上鉆臺需要人工全面參與，無法實現管具自動上鉆臺；

2)管具從貓道上鉆臺后，由頂驅吊卡吊起，但管具下端仍舊采用工人扶持的方式，沒有配套自動化扶持緩沖設備；

3)配套了二層臺機械手，避免了工人需要上二層臺拉管具的操作，但是下部管具扶持擺放在鉆臺立根盒中仍舊需要工人去推扶操作，沒有自動化扶持機械手設備；

4)鉆臺面自動化程序較低，缺少自動化的鼠洞及泥漿收集盒等設備；

5)由于鉆機配套設備的自動化程度低，操作管具需耗費工人大量的體力，無法實現針對特定工作流程的一鍵式操作。

3.3 鉆井液混配與處理系統

模塊鉆機鉆井液混配與處理系統包括鉆井液混合、配置和處理系統。鉆井液混合系統一般配有混合漏斗、混合器、混合泵、剪切泵、攪拌器等，其設備的開啟關閉控制、管路上閥門的開啟關閉控制均需要人工手動操作。

鉆井液散料輸送系統包括散裝罐、壓縮空氣系統、緩沖罐、測量與控制系統等。罐裝散料存儲在散料存儲罐中，存儲罐中的散料通過壓縮空氣吹送到緩沖罐內，再由緩沖罐添加到混合漏斗中，添加混合到泥漿罐中，實現鉆井液的配置、加重等。散裝存儲罐的底腳帶有稱重裝置，能夠稱量罐中儲存的散裝材料重量。存儲罐頂部安裝測深開關，稱重傳感器和測深開關分別把重量信息和物料深度系統傳送到灰罐就地控制盤，同時在就地控制盤上設置有物料高報警。在模塊鉆機上配置的罐裝散料輸送系統上管路閥門均采用手動控制，需要人工開啟和關閉，以實現散料輸送。該系統雖然自動化程度不高，但通過灰罐和緩沖罐的就地控制盤可以實現罐體內散料重量和物料高度的實時監測。

模塊鉆機的固控系統一般由振動篩、除氣器、除砂器、除泥器、離心機等設備組成，設備及管路上閥門的的開啟和關閉均需人工手動操作。目前，中海油模塊鉆機固控系統設備生產廠家較多，中海油研究總院2019年研發成功的四位一體鉆井液處理設備集振動篩、除氣器、除砂器、除泥器功能于一體[18]，逐步開始海上應用，但其遠程自動化控制功能尚處于研發階段。

目前，在固控系統和鉆井液混合方面，中國模塊鉆機未采用自動化控制和監測方式。散料輸送系統、鉆井液混合、固控系統都需要人員手動操作，需要操作人員具備鉆井管匯和閥門布置知識基礎，在鉆井過程中依靠經驗和個人判斷來確保系統正確操作，鉆井效率易受到操作人員數量和操作效率的影響，操作人員所處的HSE環境有進一步提升的需求，在鉆井液密度自動檢測、自動混合和自動傳輸方面沒有成功應用案例。

3.4 原因分析

中國海上模塊鉆機屬油公司資產，在平臺上主要用于油田初期開發井作業和后期修井作業，相對移動式鉆井平臺鉆井和修井作業頻率較低，在模塊鉆機整個壽命周期中存在大量的閑置時間，而昂貴的自動化設備購置和后期維保成本對油公司來講是一個重要的考慮因素，這在一定程度上限制了自動化技術在模塊鉆機上的工業應用。

相對國外來講，過去的幾十年中中國一線作業人員人力資源成本相對較低，同時大部分自動化設備的鉆完井作業效率并不具備顯著的提效效果，甚至有的自動化設備還需配置國外服務隊伍，在響應時間上不能滿足油公司快速恢復正常作業的具體需求。

模塊鉆機在相對熟悉的地層進行開發井作業，與所在的生產平臺接口較多，鉆機所消耗的柴油、壓縮空氣、水、電等均由生產平臺提供。模塊鉆機置提升系統和循環系統等設備參數冗余度較小，占地面積相對移動式鉆井平臺較小，這也在一定程度上限制了自動化設備的應用。

4 模塊鉆機自動化技術發展方向展望

4.1 擁抱高集成度司鉆操作系統

隨著鐵鉆工、動力二層臺、動力卡瓦、緩沖機械手等自動化設備普及應用和智能區域管理系統不斷發展應用，鉆機司鉆功能較傳統鉆機司鉆大為增加，并可實時監測所有設備狀態參數和鉆井工藝參數，單司鉆操作系統已不適應現代化鉆機的安全高效作業需求，模塊鉆機配置高集成度的司鉆操控系統必然成為未來發展趨勢。以寶雞石油機械有限責任公司2021年開發的二代自動化鉆機為例，上鉆桿、接單根、下鉆等動作流程實現了一鍵式操作，中間無需增加人工干預。鉆機配套集成控制系統和遠程電子司鉆智能控制平臺，可實現管柱的自動化處理及鉆機設備的整體監控自動化控制，大大提高鉆機自動化水平和作業安全性[19]。

4.2 發展視覺識別與測量技術

視覺識別與測量技術[20]是指使用攝像頭、檢測計算機、軟件實時計算檢測目標鉆井設備周圍是否有干涉物并及時進行控制，進而保證鉆臺各項自動化系統平穩有序高效工作，為管具自動化處理設備提供更精確和高效的技術基礎。該技術還可與井下測量技術相結合，形成隨鉆多參數測量及井場智能化裝備、智能閉環自主控制技術與裝備等[21]。目前NOV公司在排管機方面有商業化應用，國內北京JJC、四川宏華、寶石機械等在視覺識別方面做了相關的研究工作，該項技術依然應用前景廣闊。

4.3 普及鉆井液自動混配技術

自動混漿控制系統在鉆井液自動混配技術在高端移動式鉆井裝置上應用較多，目前在線密度監測、配套PLC控制、高性能計算器等配套技術已比較成熟。江漢石油管理局第四機械廠和長江大學曾多次對鉆井液快速自動混配系統進行工業化實踐[22]。展望“十四五”及未來一段時期內，井下早期溢流檢測和井下數據高速傳輸技術將有效解決中深層壓力異常導致的泥漿窗口窄等問題[23]。由于海上模塊鉆機建造成本和占地面積受限等實際原因，鉆井液自動混合與配置系統至今并未在模塊鉆機上應用。但是海上高昂的用工成本以及更為友好的鉆井液操作環境需求都對模塊鉆機鉆井液自動混配系統提出了新需求，閉環自動調節鉆井液性能的混配系統必將成為下一步發展方向。

4.4 發展控壓一體化鉆機

控壓鉆井技術已經發展多年，近年在國內移動式鉆井平臺上得到一定程度的應用，并且取得了良好的應用效果，相關數據顯示在南海某探井項目中提速20%。隨著中國海油向中深層開發戰略的不斷推進，地層壓力異常、鉆井液窄窗口等問題愈發突出。模塊鉆機建造時將壓力控制鉆井裝置配置在模塊鉆機內部，該裝置的控制系統與鉆機控制系統相融合，使常規模塊鉆機成為控壓一體化鉆機。這種控壓一體化鉆機可以滿足上述中深層地層鉆井提速需求，同時降低儲層損害程度，提高鉆井時效，降低海上鉆完井作業成本。

4.5 建設設備在線監測系統

2012年寶雞石油機械有限責任公司開始了鉆機遠程在線監測系統搭建工作，并在2019年嘗試了基于云平臺的鉆機遠程狀態監測和診斷，為鉆機的預知維修和按需維修提供數據支撐[24-25]。隨著我國海上油氣田的大規模開發，目前中海油模塊鉆機保有量已經達到80余座，這些模塊鉆機的維修和保養已成為一個重要問題。模塊鉆機在作業和維保期間通過與物聯網技術結合可實現設備主要參數在線實時監測、故障遠程診斷、剩余壽命預測、設備配件區域共享等功能，這為鉆機標準化操作、降低事故發生概率、減少海上鉆完井作業成本提供了有效技術手段。

5 結束語

調研分析了中國模塊鉆機自動化技術現狀，重點對集成操作控制系統、管具自動化處理系統、鉆井液混合配置和處理系統進行了分析研究，認為模塊鉆機操作對人工依賴性較強，自動化技術尚處于初級應用階段。通過對海上移動式淺水鉆機相比，指出了集成操作控制系統和管具自動化處理系統作為常規技術已得到大規模普及應用；通過對海上移動式深水鉆機相比，指出了模塊鉆機在雙井架、自動排管、鉆井液自動混配等技術方面差距明顯。通過研究分析發現，我國模塊鉆機在雙司鉆集成操控系統、鉆井液混配、智能井控、設備在線監測和視覺識別與測量等方面存在發展需求。隨著數字化、智能化轉型的不斷發展，中國模塊鉆機自動化技術將加快更新換代步伐，滿足日益發展的海洋石油工業需求。