石油鉆機控制系統(tǒng)的優(yōu)化范文
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為實現(xiàn)油氣藏的有效勘探，適應(yīng)不同環(huán)境、不同地帶的勘探工作，美國、意大利等國相繼開發(fā)研制了各種類型的石油鉆機，美國居于首位，其在20年代中期就已運用機械驅(qū)動鉆機達到成熟階段，而這是我國目前普遍采用的鉆機種類。長期以來，隨著石油制造業(yè)的不斷發(fā)展，國外鉆機在傳動方式、結(jié)構(gòu)形式以及頂驅(qū)發(fā)展方面都卓有成效。近來，交流變頻電驅(qū)動鉆機逐漸得到推廣使用。通過相關(guān)資料調(diào)查顯示，今后石油鉆機將向著以下趨勢發(fā)展：（1）類型向著多樣化方向發(fā)展，包括：①根據(jù)勘探環(huán)境差異，開發(fā)出適應(yīng)沙漠、海洋、淺海、海灘、極地以及城市、地震區(qū)等各種環(huán)境下的對應(yīng)鉆機類型；根據(jù)鉆井工藝需要，開發(fā)了各種普通井和特殊井適用鉆機，如斜井鉆機、小井眼鉆機等以及自動化鉆機、輕便快速移運鉆機等。這些體現(xiàn)了石油鉆機的類型趨于多樣化。（2）體積向著兩極化方向發(fā)展，表現(xiàn)為深井鉆機趨向大型化，輕便鉆機趨向小型化發(fā)展。便于選擇，滿足不同需要，提升作業(yè)效率和經(jīng)濟效益。（3）控制系統(tǒng)向著自動化方向發(fā)展，表現(xiàn)為隨著科技進步和生產(chǎn)擴大，相繼出現(xiàn)頂部驅(qū)動鉆井裝置、盤式剎車技術(shù)、電驅(qū)動與全液壓鉆機等新技術(shù)的鉆機。可靠性、安全性、智能性都有所改善和提高，在質(zhì)量和體積上也具有明顯優(yōu)勢，大大加快了鉆機自動化的步伐。（4）設(shè)計向著人性化方向發(fā)展。充分認識到人是生產(chǎn)的主體，遵循人本思想，安全性大大提高，提升作業(yè)效率的同時，注重環(huán)保需要。
石油鉆機發(fā)展及其控制模式優(yōu)化策略研究
1鉆機發(fā)展建議
上述研究中表明國際石油鉆井技術(shù)的發(fā)展總趨勢是以信息化、系統(tǒng)化、智能化、自動化為特點，正在逐漸向全自動化鉆井方向發(fā)展，21世紀石油鉆機，勢必將會有更大發(fā)展。然而，我國石油鉆機雖然也有了一定發(fā)展，但相比國外仍有較大差距，表現(xiàn)在：勘探地域受到限制；集裝程度高的鉆機未良好運用；信息化、智能化程度較低；在用鉆機工藝方案不完善等諸多方面。針對我國石油鉆機發(fā)展的不足，給出以下發(fā)展建議：（1）技術(shù)上，按成熟技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、在研技術(shù)集成化和高新創(chuàng)新技術(shù)自主化三個層次發(fā)展鉆井技術(shù)，取精去劣，正確規(guī)劃，以自動化鉆井為重點發(fā)展對象，堅持創(chuàng)新，并把自主創(chuàng)新擺在首位。（2）設(shè)備上，有針對性采用適合區(qū)塊地形結(jié)構(gòu)和氣候條件的鉆機進行勘探，以確保勘探的安全性，降低成本，提高作業(yè)效率和經(jīng)濟效益。（3）其他方面。包括健全石油鉆機管理體系；轉(zhuǎn)變“重機輕件”的觀念；籌資進行項目創(chuàng)新及技術(shù)改造；建立聯(lián)合生產(chǎn)體系；鞏固總裝廠建設(shè)；培養(yǎng)相應(yīng)高素質(zhì)專業(yè)人才。
2模式優(yōu)化對策
經(jīng)過上述研究，我們知道目前石油鉆機的控制模式并不完善，各廠商不考慮勘探環(huán)境，鉆機出廠前進行預(yù)設(shè)值設(shè)定，使其適應(yīng)不同環(huán)境和地質(zhì)條件的能力較差，難以有針對性地進行調(diào)整和改良，基于新型鉆機的這些缺點，為完善其控制模式，提出了以下策略：（1）單元劃分控制策略，即井隊劃區(qū)塊打井，由于同一區(qū)塊的地形基本相同，有利于緩解地層變化壓力。（2）樣本示范控制策略，作為范例，奠定學(xué)習(xí)型控制系統(tǒng)的引入基礎(chǔ)。（3）學(xué)習(xí)促進控制策略。根據(jù)控制經(jīng)驗的累積，進行自動控制系統(tǒng)的評估決策和完善提高，以更好地進行石油鉆機鉆井工作。基于上述三種策略，提出了“四步走”模式：機器記憶過程—優(yōu)化設(shè)計過程—半自動控制過程—偏差值設(shè)定過程。這幾項控制技術(shù)的優(yōu)勢表現(xiàn)為：（1）適應(yīng)環(huán)境能力強，糾正了人為失誤；（2）可靠性和人本化因素提高，增強了安全運行和自動控制能力；（3）真正做到降低風險，有效降低了成本，提高了生產(chǎn)效率和安全使用，經(jīng)濟、安全雙收益。（4）做好技術(shù)創(chuàng)新準備工作。由少積多建立區(qū)塊資料數(shù)據(jù)庫，為進一步研究復(fù)雜工況的無人值班作業(yè)技術(shù)奠定良好的基礎(chǔ)。（5）應(yīng)用對象具有優(yōu)勢。技術(shù)適合區(qū)塊鉆井工況屬于井位相對密集區(qū)，優(yōu)勢明顯程度與區(qū)塊井位數(shù)量相關(guān)，即區(qū)塊井位越多，優(yōu)勢越明顯。
結(jié)語
隨著科技進步和工藝提高，在工程科技高速發(fā)展的21世紀，大眾對自動化控制系統(tǒng)的期望度日益加大。現(xiàn)代石油鉆井技術(shù)正從科學(xué)化成熟鉆井階段向自動化操控鉆井階段發(fā)展。我國應(yīng)正確對待與國際的差距，不斷努力，建造新型石油鉆機，加快機械化、智能化進程，提高勞動生產(chǎn)率，以提高自身石油鉆機在國際市場上的競爭力。綜合上述研究，石油鉆機控制系統(tǒng)正向著小型化、模塊化、集成化、智能化發(fā)展。隨著智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用和完善，設(shè)備上逐漸優(yōu)化和高素質(zhì)作業(yè)人員配備等，都將不斷促進石油鉆機技術(shù)創(chuàng)新工作，推動鉆機控制系統(tǒng)進一步發(fā)展。（本文作者：李奔單位：中國石油集團長城鉆探工程有限公司裝備部）
