淺談國內石油鉆機自動化技術現狀及建議

劉宇，張興蓮，聶永晉

(中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司遼河鉆采裝備分公司，遼寧 盤錦 124010)

石油是一類重要資源，更是時代背景下工業社會發展中十分關鍵一部分內容，現如今相關開采工作使用鉆井技術，是相對重要一類手段。時代背景下，諸多生產技術和科技開始走向自動化、智能化，石油開采作為極為關鍵、極為重要一部分，其自身自動化技術十分關鍵、十分重要。通過智能化和自動化控制，可以有效地提升工作效率，減少工作誤差，提升開采率。然而，該類技術現如今在實際應用過程中，還是存在著一定欠缺，發展現狀有待進一步提高。

1 國內石油鉆機自動化技術現狀分析

（1）變頻傳動技術就晶閘管整流傳統技術現狀。石油開采科技在不斷發展過程中，電力拖動技術已經走進生產技術和生產工作過程中，尤其在機械設備中得到十分廣泛，通過傳動和調速優勢，迅速占據市場份額。這部分內容對于石油開采工作來說十分重要，其自身工作價值十分高，整體性能十分重要。但就目前情況來看，交流變頻鉆機方面還是一些外國進口變頻器占據主流，國產電機雖然可以發揮自身價值，性能方面十分優異，不輸于其他生產鉆機，但是整體技術方面并不占據優勢，受公眾信任程度也是不足的，從而國產鉆機推廣面臨重重困境和困難，實際生產使用中也有待進一步普遍性應用，應用范圍和技術優勢方面也有待提高。目前，使用機械可以根據傳動差異，可以具體分為多傳動、單傳動模式，多傳動具備著結構和成本優勢，而單傳動則具備著較強兼容性和成本低優勢。

就目前情況來看，雖然我國諸多科技和石油開采工作不斷開展和進行，但在實際操作過程中，我國生產機械設備仍然不占據主要優勢和主要市場，大多數生產工作所應用機械都是外國進口，在國內自動化技術應用中，采用國外技術較多，自主生產應用各方面能力較差，沒有進行持續跟進，更沒有廣泛地推廣化應用。

（2）動力源現狀。石油鉆井技術及其自動化技術在發展過程中也是需要能源支持的，尤其在不斷生產過程中，對于能源方面消耗也在不斷增加，使用能源及動力源方面也是具備著一定差異的。以目前情況來看，主要是采用柴油發電機動力方式，通過發電控制電網，實現對絞車及相關輔助系統運作供電。在目前該類技術應用過程中，可以通過數字化以及模擬發電機，實現多臺機組運行模式，但該類系統和相關技術大多數都是應用的美國CAT公司產品，相關配套應用干涉別大多數都是采用中國石油集團所開發的輔助產品。這證明了目前使用核心系統及核心技術仍然需要進口，而相關輔助設備則大多數是國產化，技術方面有待進一步提高，提升其自身綜合價值和綜合意義。

另外一方面，該類技術落實及動力源應用情況，因開采地點具備著一定差異，開采地能源情況具備顯著差異，所以油田所采用生產動力源也具備著一定不同。部分能源較為豐富地區，一些油田開發已經開始采用燃氣機組工作方式，改變原有工作模式。然而，該類措施也存在著一些實際性較強問題，對于負載較重工程來說則無法滿足電力需求。就目前現有現象及問題情況，石油企業開始不斷進取，研發出了燃氣與柴油混合動力機組，根據工作情況開展相關工作，根據實際需求調整比例。這樣一來，整體生產工作靈活性得到了顯著提高，開始有了“變頻”及滿足實際生產需求最低能耗改變，可以根據實際情況來調整整體比例差異。目前，該類技術仍然處于一個實驗階段，但自身理論價值等方面內容是不容小覷的，有待進一步廣泛化應用，改變和彌補原有生產工作中動力源工作不足之處。另外在一些電網便利地區，動力源方面也可以利用變壓器實現電源接入，但目前該類設備及相關技術會增加無功功率，影響電網自身質量情況，引出需要設計無功補償裝置進行一定調整，從而提升鉆井技術自身可行性和可靠性。總的來說，在動力源使用和應用方面，我國綜合情況都有一定改善和提高，但相關問題仍然很明顯，缺乏技術開發規劃，電機功率不匹配等一系列現象，嚴重障礙生產工作提高，也缺乏一體化電機和安全等級較高電機，安裝方面也具備著一定缺陷，有待改善和彌補。

（3）自動化工藝及自動化技術應用。PLC技術是目前相關生產工作及生產活動中至為關鍵核心技術，其自身技術價值和技術意義非同小可，有助于實現對于輔助設備操作和管理。就目前情況來看，我國鉆機控制系統中主要采用西門子S7-300控制器，并且采用備用設備輔助生產。當該類機械出現一定故障和障礙時，則可以通過切換方式來使用備用設備。實際生產工作中，該類工作也是具備著一定不足的，由于啟動過程很容易造成停機，該類技術和相關設備也有待進一步改進和提高，有待完善自動切換，提升工作效率。就目前情況來看，諸多企業自主研發產品都在向自動化靠攏，電機直驅方式及其自動化功能發展影響意義非凡，自動化功能隨著PLC技術不斷普遍應用后，相關參數也可以進行自動監管和實時監控預警。

在不斷發展過程中，固然會存在諸多問題和諸多現有不足現象，例如，原本技術開發過程中，都可能存在著第三方設備輔助生產，但接口尺寸具備差異，可能存在不兼容的情況。這一現象出現，就是因其自身發展缺乏規劃。除此以外，電機功率不匹配、一體化電機和安全等級高電極缺乏、安裝缺陷及元件應用混亂，都是相對常見問題，要充分認識，精準提高。

2 國內石油鉆機自動化技術現狀建議分析

（1）注重自動化工具開發。自動化工具開發是十分關鍵一類部分，目前我國石油鉆機技術應用中，已經逐漸實現對地面及管柱自動化設備應用，但其自身與國外大型企業相比來說還是存在巨大差異。另外，一方面，自動化技術水準不斷提高，最為關鍵的一類內容就是相關設備及相關工具自動化不斷進行全面普及和提高，從而全面提升自動化應用有效性，根據作業需要制定科學作業流程，不斷地通過該類方式加強自動化技術普及應用。在實際工作開展進行時，首先要考慮到設備可靠性、設備安全性，尤其在自動化工具及相關設備、控制系統開發過程中，要圍繞著提升設備功能和設備應用可靠性，從而滿足實際生產工作需求。

（2）注重集成控制技術研發應用。集成控制技術十分關鍵，在合理應用集成控制技術之后，傳統工作中可能面臨較為消耗人力、能源方面的問題都可以進行正確規避。目前我國鉆機技術所采用電動機、儀表和監控技術都是單獨、獨立進行工作，需要人工對每一部分進行一定調試，缺乏信息化技術及運行之間集成管理，沒辦法實現數據信息共享。該類情況為后續所有工作開展及技術研發工作帶來一定程度問題，嚴重影響實際工作，同時由于其自身系統有待進一步完善和成熟，相關工作也會面臨諸多問題。當務之急，實際工作中，需要注重對于集成控制系統的研發和應用，對相關系統加強研發力度和應用力度，加強科研力度，推動自身系統和技術快速發展。

（3）注重研發節能技術。在石油資源開采和鉆機技術運用過程中，實際上仍然存在較高浪費能源的情況，不利于節省石油資源。針對這一問題，必須要加強相關節能技術自身發展等方面情況，加強節能技術研發。例如，在變頻絞車方面，該類設備通過電阻轉化方式提供熱能，很容易造成資源浪費，同時也造成了經濟浪費。正因如此，在節能技術中可以進一步通過超級電容進行回收利用，提升整體工作的經濟性和經濟價值，改善和彌補原有生產工作中節能技術應用不足之處。由此可見，要對節能技術的研發應用給予高度關注和重視，充分提升自動化技術應用研發的有效性。

3 結語

如上所述，我國石油鉆機自動化技術發展十分迅速，但發展和普遍應用中仍然存在一定程度不足，需要對這部分不足給予高度關注和重視，不斷地提升對于自動化技術的科研，加強相關科技研究開發工作的有效性。