分析石油钻机技术的现状及其研发思考

分析石油钻机技术的现状及其研发思考

王洋

13020319811117363X  山东省东营市  257000

摘要：自动钻井是世界上最先进的钻井技术，此技术的广泛应用，可以提升钻井人员的工作安全，是广大钻井工作者的共同去期待。然而，我国石油钻井平台的自动化程度低，存在着钻井效率低，劳动强度大，安全隐患大的问题。随着网络、计算机、自动控制、钻探等技术的不断发展，钻井自动化技术得到了越来越多的应用。当前，钻探市场竞争日益加剧。世界上许多国家的钻探企业都在致力于加快钻速、缩短钻机周期、保证安全、减轻工人的劳动强度。因为大部分的钻机工人都是在高空工作，所以工作压力和身体负荷都很大，必须提高工作环境，提高工作的自动化程度。为此，必须实现钻井的自动化与智能化。

关键词：石油；钻机技术；现状

引言

石油作为非常重要的资源之一，石油相关技术的应用是获取石油资源最有效的渠道。开采石油一般会运用钻采设备，该设备的性能与自动化技术联系密切。现如今，石油钻探技术逐渐具备了自动化特性，创新改进中运用智能控制模式，极大地提升了石油钻探技术的效率。石油钻探技术在行业内的应用更加普遍，石油钻机结构、传输、运输的基本形式均发生改变。为了进一步提高石油钻机性能，本文以石油钻机技术为对象阐述意义现状，并且提出其深入研发的建议。

1石油钻机技术应用的重要作用

目前，我国开采石油资源的环境极具复杂性，为了使钻井可以有序运转，石油企业要增加投入，尤其是在生产经营环节。对比产业部门，石油产业投资规模相对较大，而且承受负荷、风险也比较大。为此，石油企业为了保证石油开采效率和安全性，实现开采经济效益最大化，区域经济、社会生活要求务必保证契合度。结合实际需求升级相关技术、设备。石油生产期间，钻机技术非常重要。保证钻机技术稳定，可以为石油钻井的操作安全提供保障。根据积累经验，石油钻机在规定时间范围内，可进一步提高石油钻井作业效率，节约生产成本与费用成本。所以，基于目前石油开采发展形势，很多石油企业都认识到钻机技术的必要性，开始加大钻机技术研发力度。立足于实际发现石油钻机技术在我国依然处于发展阶段，为了保证石油钻机效能的真正体现，需要缩短国内外石油钻机技术差距，扩大石油开采规模。企业方面深入开展技术创新，构建具有多元化特色的钻机技术机制。结合石油钻机利用效果，石油钻机技术与目前我国石油钻探要求相符，这就全方位总结石油钻机技术的应用优势、实操经验，进行总结，以此推动我国石油钻机技术的全面发展。

2我国石油钻机自动化技术现状

目前，世界上90%以上的钻井设备是由电力驱动的，在这些技术中，交流变频、直流驱动等技术在钻井机械上得到了广泛的应用。直流传动钻机的控制系统包括：柴油机控制、直流控制、钻机操作控制、电磁制动控制、交流电动机控制等五大部分。现阶段，各个钻井工作中最为常用的石油钻井传动系统在运行期间有一定的要求，需要保证其高动态响应、高负载，而开关、刷子的维修工作量大，在降低惯性、增大负载的过程中需要投入的人力和物理以及具体要求更多，给相关工作的开展提出了更多的要求，如此一来，就无法保证钻井设备智能化、高转速的发展。主要阐述了交流变频钻机控制系统与交流电动机控制中心控制的区别，其主要特点是电动机的传动、制动器采用DVM和DC斩波技术，具有更好的转速控制、使用方便、功率因数高等特点，能够有效地提高功率和节能。由于悬浮技术和自动化钻探技术的发展，交流变频器的工作方式发生了巨大的变化，结构简化，维护方便，工作效率提高。

3石油钻机技术

3.1变频调速自动送钻技术

在对自动送钻技术进行研究的过程中，我们可以通过对盘式刹车自动送钻技术以及变频调速自动送钻技术进行分析以及讨论。其中变频调速自动送钻技术在实际的使用过程中，由于运行效果良好，适用性高，被越来越多的单位所采用，所以能源行业对钻井的技术以及质量提出了更高的要求，这也在极大程度上促进了电动钻机的发展，目前，我国油田在作业中所使用油田电动钻机出现了较多的类型以及配置，电动钻机的数量也越来越多，在众多的电动钻机中出现了一种较新的配置，那就是变频调速自动送钻。变频调速自动送钻技术和其他类型的自动送钻技术并不一样，其在实际的建设以及作业过程中主要使用的是复合式送钻模式。就我国现阶段钻井的发展状况来说，不论是使用什么种类的自动送钻模式，其所使用的自动送钻方案都是相同的。在实际的发展中为了能够有效地提升钻机作业的安全性以及可靠性，一般情况下主刹车主要使用的是盘式刹车，但是在自动送钻系统的运行过程中，工作人员应该使用何种方式的电器制动模式，还需要进行很多的实验以及研究。因为钻机作业的主要作业场所一般都是远离城市的，所以其在实际的发展中所需要的动力主要是由柴油发电机组供电的小电网组成的，工作人员都可以有效地实现有限的再生制动，所以在实际的发展中除了在工业大电网供电的情况下，工作人员还可以使用再生制动模式，但是在其他的发展情况中，工作人员并不能够使用再生制动模式。除此以外，因为钻机作业在实际使用的过程中具有一定的特殊性，所以在很多时候的作业过程中产生的有效形成都比较短，因此其产生的能耗比较少，运行起来较为方便、简单，从而有效降低了钻机作业的运行成本。与此同时该技术的制动速度和效果也比较好，所以就现阶段的油田开采工作来看，很多开采企业都会使能耗制动的电气制动模式进行作业。

3.2钻台面扶管机械手

近几年来，国内钻机的钻头都是人工完成的，安装钻杆、入孔、射柱和下放钻杆的操作都是由两三名操作员共同完成的，这样做不但耗费人力，而且有时还会引起钻杆的过度振动，从而引起钻柱的崩塌和人身损害。钻台钻杆支架机器人的问世，解决了上述问题。机器人是用于自动控制管柱加工系统的辅助装置，该装置是一种自动卸载、拆卸、垂直安装钻杆、钻铤和套管的装置，还能在斜面或通道上的钻台上钻出绳索。该系统结构紧凑，可靠性高，自动化程度高。该夹具可一次调节夹具的大小，便于调节不同的管子大小。因为钻台的机械化设置，所以减少了人力的操作，工作人员就不必在此岗位上操作，提高了安全性。但此设备在实际运行期间，操作效率并不高，一些制造商开发了一种提升式夹管机械手，以解决传统钻台夹管机械臂工作效率低的问题。通过使用二层台机械手，管柱可以在垂直的方向上进行移动，从而起下钻效率可以提高5列/小时以上，新旧钻机均可改装。

结束语

综上所述，石油作为重要能源，目前行业发展中需要重点解决能源紧缺的问题。石油钻机技术的应用极大提升了石油作业效率，并且在原有技术基础上提高了现代化水平，通过石油钻机的改进与升级，进一步满足当前行业发展形势下的勘探、钻机作业需求。此外，石油钻机技术在研发中，逐渐与自动化系统相结合，对比传统技术体现出自动化处理的优势，提高石油钻机运行效率，改变了石油钻机内部结构、传输与运输形式，在提高石油钻机运作质量基础上，也为我国石油勘探行业的发展提供了先进技术支持。

参考文献

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