石油钻机自动化技术现状分析与建议

智庆杰，刘登，陈元欣

（中国石油宝鸡石油机械有限公司钻机分公司，陕西 宝鸡 721000）

为了与现阶段高速发展时代的钻井工艺要求相符合、相一致，许多公司与相关设计人员都在绞尽脑汁进行设计新型的、多种形式的钻机，例如，电驱动钻机、模块化钻机等，将传统的依赖人工进行拉、扛、拽等才能完成的工作，现阶段全部由电动设备所代替，大幅度地降低了人工的劳动强度，同时也改善了工作的环境。但是，根据有关调查发现，现阶段我国的石油钻机的自动化技术中还有很多方面需要更新与升级。基于此，本文下面将对石油钻机自动化技术现状进行进一步的分析与研究。

1 石油钻机自动化技术发展的现状分析

（1）变频传动技术与晶闸管整流流动技术的运用。随着我国时代的高速发展，电力拖动技术已经逐渐加入石油钻机技术发展中，运用传动与调速等优势与特点，深受相关工作人员的喜爱和广泛运用，在市场份额中占据极高的地位。在交流变频钻机发展的过程中，变频器可谓是钻机的重要配置，但是，通过相关工作人员的调查发现，我国所生产的电机虽然能将性能发挥到极致，是因为受到了信任程度与技术优势的影响与制约，造成国产电机在推广的过程中受到了很大的阻碍。

此外，相关工作人员又将交流钻机传动方式分为多传动和单传动两种模式，此两种模式自身都具有一定的优势与特点，即多传动在成本方面优势巨大，而单传在兼容性方面特点明显。

（2）动力源发展的现状。在石油钻井技术发展的过程中，我国运用的是柴油发电机动力方式，就是通过发电将电网进行科学、合理的控制，这样就可以使绞车和辅助系统的供电真正地实现。在此技术运用的过程当中，通过使用数字和模拟发电机，可以真正地实现多台机组运行。在现阶段柴油发电机技术中，运用最多的就是美国公司生产的产品，在配套设备运用方面，运用的则是我国石油集团所开发的辅助设备。

在一些资源丰富的地区，一些油田则会运用燃气机组的工作方式，但是，对于那些负载较重的工程来说，无法与电力的要求相符合、相一致。针对这一问题，石油企业中的相关工作人员经过不懈的努力，终于研制出了燃气与柴油混合动力的机组，此技术能够按照工程的具体情况对比例进行科学、合理的设置，但是，现阶段依旧处在试验阶段，前景十分的可观。

此外，在那些电网十分便利的地区，运用的则是操作变压器将电源接入，但是，此设备中还存在着一些不足，那就是会让无功功率增加，对电网的质量造成不同程度的影响，因此，需要设置无功补偿装置对其进行适当的调节，这样做能够大幅度地提高钻井技术的可靠性。

（3）自动化工具的运用。通过对我国石油钻机自动化技术的分析，发现伴随着石油公司要求的不断增加与提高，HSE 要求已经以循序渐进的方式实现。在这样的背景下，各个石油企业都在主动、积极地研制自身的产品，其中主要将输送设备与动力猫道等产品作为关键与核心。自动化工具的广泛应用，大幅度地将石油企业的自动化水平提升到了一个新的层次。

2 石油钻机自动化技术发展中存在的问题分析

（1）规划问题。在石油钻机自动化技术的研发中，几乎都会用第三方设备进行辅助生产，但是，通过大量的实践证明，由于接口与尺寸存在着差异性，所以经常会造成不兼容问题的出现。

（2）缺少一体化电机。在石油钻井技术中，会对绞车和钻井泵的体积进行严格的控制与管理，但是，通过对电极设计方面的调查，发现设计方面并不是十分的严格，无法真正地实现电机的一体化。

（3）缺乏安全级别高的电机。当工作人员在进行石油钻井作业的过程中，有时会面临海洋和恶劣等环境，电气设备需要在露天的环境下进行实际的作业，我国对于设备安全等级需求为IP56，但是因为现阶段我国缺乏安全级别高的设备，所以设备散热问题无法得到妥善的解决，同时也进一步地增加了企业支出的成本。

（4）安装问题。在石油电机相关设备进行实际安装的过程中，存在着很多的问题，即电缆安装缺乏规范性、密封不合格、接地处理不科学、标识模糊、间隔处理的不适合、通风性不好等，这些问题都会对钻机技术自动化产生不同程度的影响与制约。

（5）电气设备的供应较为模糊和混乱。在原件应用的过程中，需要与我国所制定的电气设备使用标准要求相符合、相一致，但是通过调查发现，现阶段电器设备的供应较为模糊与混乱，根本无法与设备的使用需求相满足。甚至有些商家会出现伪造证书等不法行为，对石油钻井技术的安全生产造成不利的影响。

3 关于石油钻机自动化技术发展的建议

（1）加大自动化工具开发的力度。在石油钻机技术应用过程中，现阶段，我国已经逐渐地将地面和管柱自动化设备的运用真正地实现，这与国外的一些较大型的公司相对比，我国地面和管柱自动化设备的运用还处在起步阶段。因此，我国要加大自动化工具开发的力度，制定出具有科学性、合理性的作业流程。另外，在钻机开发的过程中，要将提高设备的可靠性作为主旨与核心，将满足设备的使用要求作为开发目的。

（2）加强对集成控制技术的运用。通过有关调查了解，现阶段我国的钻机技术几乎都会运用电动机、仪表、监控技术，但是，信息与运行之间的集成还未实现，距离信息共享还有一定的距离。因此，在进行开发的过程中，需要加强对集成控制技术的运用，相关科研人员在日常的工作中一定要不断地总结和学习，并且还要进行仔细的分析和综合的讨论，加大研发的力度，促进集成控制技术快速地发展，争取早日将信息共享实现。

（3）节能技术的开发。在石油钻机技术运用的过程中，其中浪费的行为不可忽视，因此，需要不断地开发节能技术。例如，在变频绞车应用的过程中，运用的是电阻转化的方式来进行热能的提供，这其中就有很多的浪费形成。在节能技术应用的过程中，可以通过超级电容进行回收，之后进行二次运用，这样就能大幅度地将石油钻机技术的可持续发展真正的实现。

（4）故障诊断技术的大力开发。在石油钻机技术开发的过程中，势必会有各种各样的问题与故障出现，当出现问题后，石油企业会运用人力资源来对问题进行诊断，这样不但浪费了大量的人力资源，同时，诊断的效率还存在着偏低问题。因此，要加大故障诊断技术开发的力度，运用数据采集的方式，将汇集的所有信息传输到计算机中，通过与之相对应的软件技术，对所出现的故障与问题进行科学、合理、细致、全面的诊断。

4 结语

石油钻机生产具有特殊、复杂、系统的性质，所涉及的专业较多，要想进一步地提高国产钻机自动化的水平，需要钻机主机制造厂、配套厂商、专业技术公司等方面共同合作、共同努力，将自身的优势与特点发挥到极致，共同将钻机生产过程中出现的问题，全面克服与解决，让我们国家所生产的装备与国外一些标杆企业的产品在国际舞台上进行竞技，进一步地增强我国的实力与竞争力。