中國(guó)首套“一鍵式”人機(jī)交互7 000 m自動(dòng)化鉆機(jī)順利完成工業(yè)化試驗(yàn)百天

2021年12月10日，中國(guó)首套“一鍵式”人機(jī)交互7 000 m自動(dòng)化鉆機(jī)在四川長(zhǎng)寧—威遠(yuǎn)國(guó)家級(jí)頁(yè)巖氣示范區(qū)投入工業(yè)性試驗(yàn)達(dá)到100 d，運(yùn)行良好，各項(xiàng)參數(shù)達(dá)標(biāo)。該鉆機(jī)是目前我國(guó)石油行業(yè)自主研發(fā)的最先進(jìn)鉆機(jī)，自2021年9月1日在中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探公司威204H62平臺(tái)投入工業(yè)性試驗(yàn)以來(lái)，中國(guó)油氣鉆井正式步入“一鍵式”操作時(shí)代。

在威204H62-3井上，動(dòng)力貓道、扶管機(jī)械手、提管機(jī)械手、排管機(jī)械手……這些看似復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備在司鉆的“一鍵式”操作下神奇的開(kāi)始復(fù)合聯(lián)動(dòng)、交叉運(yùn)行、無(wú)縫銜接。“一鍵式”鉆機(jī)通過(guò)機(jī)器人自動(dòng)感知、精準(zhǔn)定位、智能協(xié)同等技術(shù)，在井口區(qū)8 m2范圍內(nèi)整合11種設(shè)備的360余個(gè)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了并行自動(dòng)化作業(yè)，幫助鉆井工人高效完成復(fù)雜的作業(yè)任務(wù)。

自2018年開(kāi)始，中國(guó)石油集團(tuán)寶石機(jī)械、川慶鉆探、工程技術(shù)研究院等單位聯(lián)合持續(xù)攻克多項(xiàng)“卡脖子”技術(shù)瓶頸。數(shù)10種方案、30多個(gè)計(jì)算模型、近萬(wàn)張草圖、10萬(wàn)行代碼、出廠前的8 000 m鉆具測(cè)試等，歷經(jīng)3年艱苦研發(fā)，我國(guó)首套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“一鍵式”人機(jī)交互7 000 m自動(dòng)化鉆機(jī)得以“破殼而出”。2021年5月7日，鉆機(jī)順利通過(guò)出廠驗(yàn)收，標(biāo)志著我國(guó)成為全球少數(shù)可自主研制自動(dòng)化鉆機(jī)的國(guó)家。

截至2021年12月10日，該鉆機(jī)已安全運(yùn)行100 d。隨著第二口試驗(yàn)井的完鉆，這臺(tái)鉆機(jī)將結(jié)束工業(yè)化試驗(yàn)，意味著此類(lèi)型鉆機(jī)將在石油行業(yè)中大顯身手，助推我國(guó)由鉆機(jī)制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。

該鉆機(jī)在此次的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中體現(xiàn)了“三高一優(yōu)三降低”的顯著特點(diǎn)，已創(chuàng)造4項(xiàng)鉆井紀(jì)錄。

三高：

自動(dòng)程度高。配備6套機(jī)器人，關(guān)鍵作業(yè)流程及井口輔助操作全面自動(dòng)化，大幅減少井隊(duì)人員配置。

安全性高。具有動(dòng)態(tài)防碰管理、司鉆輔助操作、鉆機(jī)無(wú)線遙控起放等功能，實(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)本質(zhì)安全。

作業(yè)效率高。組立根、甩鉆具與鉆進(jìn)同步進(jìn)行，將以往多組串聯(lián)作業(yè)變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè)，有效縮短鉆井時(shí)間。

一優(yōu)：

操控性能優(yōu)。只需1名控制人員在恒溫控制室內(nèi)就能控制鉆機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)“一個(gè)按鈕控全程”。

三降低：

井隊(duì)人員僅需配備20人，相比標(biāo)準(zhǔn)人員配置降低1/3以上。

與常規(guī)鉆機(jī)相比，鉆井工人重體力勞動(dòng)率降低90%。

與進(jìn)口同類(lèi)自動(dòng)化鉆機(jī)相比，采購(gòu)成本降低1/3以上。

創(chuàng)造4項(xiàng)鉆井紀(jì)錄：

威遠(yuǎn)區(qū)塊上傾井水平段最長(zhǎng)紀(jì)錄2 200 m，與歷史最好水平相比，增加段長(zhǎng)10%左右。

威遠(yuǎn)204區(qū)塊三開(kāi)最快機(jī)械鉆速達(dá)到每小時(shí)11.43 m，提速7.12%。

威遠(yuǎn)區(qū)塊三開(kāi)一趟鉆進(jìn)尺最長(zhǎng)紀(jì)錄2 580 m，增長(zhǎng)7.19%。

威遠(yuǎn)204區(qū)塊最快旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆進(jìn)周期13.04 d，縮短周期7.14%。

一直以來(lái)，石油鉆機(jī)是打開(kāi)地下油氣通道的核心裝備，其技術(shù)先進(jìn)性直接決定著勘探開(kāi)發(fā)的能力和水平。我國(guó)是石油鉆機(jī)制造大國(guó)，該鉆機(jī)的成功研制與應(yīng)用使我國(guó)石油鉆機(jī)由“作業(yè)機(jī)械化、操控多人化”發(fā)展為“流程自動(dòng)化、操控一鍵化”，打造了國(guó)家鉆井工程領(lǐng)域的“國(guó)之重器”，提升國(guó)產(chǎn)鉆機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)力和話語(yǔ)權(quán)。應(yīng)用該鉆機(jī)承鉆的首口井鉆井周期、儲(chǔ)層鉆遇率、靶體鉆遇率等多項(xiàng)數(shù)據(jù)上創(chuàng)造了紀(jì)錄，有效提升了油氣勘探開(kāi)發(fā)的作業(yè)效率及安全性。

中國(guó)工程院院士孫金聲認(rèn)為，該鉆機(jī)使鉆井工人從原來(lái)干藍(lán)領(lǐng)的活到現(xiàn)在干白領(lǐng)的活，可以大幅度降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提升我國(guó)石油鉆采裝備的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)推動(dòng)我國(guó)石油鉆機(jī)向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，對(duì)提高工程技術(shù)服務(wù)水平具有重要意義。