深地塔科1井位于新疆阿克蘇地區沙雅縣境內,地處塔克拉瑪干沙漠腹地,是中國石油在塔里木油田實施的重大“深地工程”,井深設計超過1萬米,而萬米鉆機正是打開超深層油氣資源的利器。
自2022年底技術協議簽訂之后,中國石油寶雞石油機械有限責任公司僅用4個月時間,就成功研制出全球首臺12000米特深井自動化鉆機,并完成了出廠發運,較以往常規鉆機生產提速20%,跑出了“挑戰深地極限”“向地球深部進軍”的加速度。
“一定要按期產出12000米鉆機,這是政治任務。”寶石機械黨委書記、執行董事忽寶民的話擲地有聲。
時間緊、任務重,一鼓作氣向目標沖刺的寶石人,開啟了極速挑戰模式。
為了保證設計進度,今年元旦春節期間,公司近百名設計人員主動放棄休假,加快圖紙設計,硬是在不到一個月時間,將主要部件圖紙設計完成,為后期工序的開展贏得了寶貴時間。
在廠內生產制造階段,鉆機落成單位鉆機分公司分別與鋼結構分公司、泵業分公司等各主導單位簽訂重要部件及配套產品的內部供需合同,明晰權責利,將萬米鉆機生產制造工作具體化、有形化。
作為項目統籌部門,生產運行處打破常規組織生產模式,積極推行“半小時響應+限時完成”工作機制,并全員深入生產一線,堅持每天巡查鉆機生產進度,遇到問題及時解決。同時,做好生產組織策劃和關鍵環節把控,制定管理責任清單,明確節點要求和相關責任人。
承擔鉆機結構件制作任務的鋼結構分公司提前確認井架底座的材料和生產工藝,從庫存材料中清理出了鉆機所需的型鋼和板材,提前預投非關鍵部件,并按期完成了井架、底座的結構件組裝和焊接工作。3月25日,鉆機第一件基座提前進入井場。
鉆機配套動力貓道為全新設計的機電液集成化產品,組裝和調試難點多。承擔該任務的自動化設備分公司積極總結經驗,統籌安排配裝,減少油漆后配焊,白天配合軟件調試,晚上進行功能及可靠性試驗,在保證組裝進度的同時也確保了產品質量和調試工作的開展。
面對全新設計的萬米級自動化鉆機,鉆機分公司在安裝調試過程中組織精銳力量,24小時輪流倒班奮戰在現場。按照用戶的發運要求,鉆機分公司打破常規,積極協調銷售公司、生產保障中心和物流公司,現場整改打包和發運鉆機,僅用了5天時間就完成了共65車次的所有單元部件發運任務。
寶石機械國家油氣鉆井裝備工程技術研究中心采取“現場專人服務+專家定期支持”的現場服務模式,對現場問題及時作出響應與答復。在鉆機集成調試階段,通過主司鉆、副司鉆聯動協同的方式,智能控制所采用高位設備、低位設備分區并行,加速調試進度,做到人休機不停。
西安寶美公司針對萬米鉆機首次搭載的國產化鉆機電控系統,通過早期探索、攻關試驗、規模應用和優化提升4個階段的突破,在25天全生產周期就完成了3臺房體、1臺電阻箱橇,項目執行交出了滿意的答卷。
4個多月時間,全球首臺12000米特深井自動化鉆機就圓滿完成了從設計到發運全過程,較以往常規鉆機生產效率提高了20%。
從技術協議簽訂的那一刻起,寶石機械就把鉆機研發作為公司A級項目,成立多個專項工作組,開啟聯合作戰模式。
項目啟動前,由“技術專家+業務骨干”組成的方案對接小組通過與用戶進行線上、線下數輪對接研討,迅速敲定鉆機集成設計方案,并第一時間完成了圖紙設計。
在整機設計上,設計研發項目組堅持標準化、人性化、先進性理念,突出可靠性、經濟型,力爭為用戶提供性價比優良的鉆探利器。設計研發項目組倒排時間節點,全面統籌安排鉆機設計研發進度;對關鍵設計節點嚴格把控,對核心技術問題加強技術評審,并廣泛聽取用戶意見;在原有類似項目的基礎上,對單元部件設計方案進行了再優化。
鉆機設計研發過程中,設計研發項目組分成鉆機主體、井架底座、自動化設備、智能控制等多個技術攻關小組,進行聯合攻關,設計改版多達幾十次,甚至上百次。
功夫不負有心人,經過反復優化,鉆機的全新設計成了最完美的力作,多項技術工藝實現歷史性突破,鉆機關鍵部件全面實現國產化替代,有效解決了核心部件“卡脖子”問題。
其中,創新研發的萬米級鉆機管柱自動化裝備,以觸控式操作實現設備的一體化管控,具備超高鉆臺管柱輸送和萬米大容量鉆具的存儲和排放功能,能夠完成管柱全流程自動化處理作業,大幅提高鉆機的自動化程度;攻克了超高鉆臺大載荷提升系統關鍵技術,15米超高鉆臺刷新國內紀錄,可滿足超高壓井控設備安裝需求;配套6000馬力絞車,載重提升能力可達900噸;3000馬力高壓大排量五缸鉆井泵,排量和壓力波動小;動力貓道、鉆臺機械手及二層臺排管裝置等自動化設備全面采用電驅動,控制更精準,運行更環保,低溫適應性強;電動輔助絞車、電驅鉆井液閘閥組,可實現司鉆遠程操控,操作更安全。
“這臺鉆機技術性能大幅提升,作業能力更加強勁,在自動化、電動化和國產化方面取得新的突破”,寶石機械國家研究中心總經理張志偉介紹說,鉆機設計綜合考慮國內運輸條件,形成的萬米鉆機,可滿足國內山地、沙漠、戈壁、平原等全區域的運輸需求。
管柱自動化設備處理能力持續加強,自動化排管能力滿足11寸鉆鋌的使用,較已研制的管柱自動化設備處理能力提升14.5%;上四下四拉升式動力貓道,使管柱輸送能力提升25%以上。
編輯/王盈