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石油钻机自动化技术与建议

来源:免费论文网 | 时间:2018-04-17 09:19:34 | 移动端:石油钻机自动化技术与建议

石油钻机自动化技术与建议 本文关键词:钻机,自动化,石油,建议,技术

石油钻机自动化技术与建议 本文简介:摘要:对目前国内石油钻机的自动化发展的具体情况进行全面性地分析与探讨,同时也对国内的石油钻机自动化技术给出一些参考意见。关键词:石油钻机;自动化技术;现状与建议石油开采技术的进步也带动了钻井设备的发展。由于国内的石油钻井技术相较于国外仍有一些距离,因此国内的石油钻探企业或部门都在寻找一种既能够保障钻

石油钻机自动化技术与建议 本文内容:

摘要:对目前国内石油钻机的自动化发展的具体情况进行全面性地分析与探讨,同时也对国内的石油钻机自动化技术给出一些参考意见。

关键词:石油钻机;自动化技术;现状与建议

石油开采技术的进步也带动了钻井设备的发展。由于国内的石油钻井技术相较于国外仍有一些距离,因此国内的石油钻探企业或部门都在寻找一种既能够保障钻机正常作业,又可以快速进尺的自动化技术,这样不仅可以减少作业人员的劳动强度同时也能够对作业安全提供有力的保障。运用先进的智能操作技术来替代传统落后、低效率的人力劳动,这也是未来钻井技术的必经之路。虽然在现阶段国内的自动化以及智能化钻井在技术上取得了一定的突破,但仍然是任重道远。

1国内石油钻机自动化技术的现状

1.1电动钻机动力源出现多种形式

现阶段国内的电动钻机动力源,相当一部分是通过柴油发电机组将电流向钻场区域内进行小范围供电,其中也包括了顶驱以及生活用电等方面。通过先进的数字式发电机控制系统,就能够将若干机组进行并机与解列等操作,同时能够自行判定负载数据,并将结果通过智能分配机制控制不同机组在输出功率上的多少、有无。除此之外也拥有逆功、欠频以及超速等等相关的硬件保护措施。国内主流的柴油发电机组主要使用的是外国设备,不过可喜的是,也有相当一部分钻机的动力源是采用国内的油田机组并投入使用当中,并且得到相关从业人员的认可。在天然气较多的地方,有一部分钻井公司或部门有尝试过将燃气机组作为动力源,并且在进行大规模的试验当中。但是这种动力源在钻井重负载时电源容易发生不稳定的现象,因此极大地限制了该技术的发展。

1.2变频传动与晶闸管整流传动技术得到广泛应用

在传统的钻机中运用电力拖动技术,有效地提升了钻机的性能,同时构造也变得简约,在后期的维护上也变得更有优势。国内厂商生产的电动钻机在市场上也相当受欢迎,而电动钻机中最为重要的交流变频传动以及晶阐管整流传动技术,也得到了相应的突破与新,并受到国外同行的肯定。在交流变频钻机中,仍然是德国S120与ACS800变频器为主。虽然国内也能够独立完成变频器的研发与生产,但是成本较高无法全面推广。交流钻机主要包括单传动与多传动两种。如果资金足够购买新钻机,就使用多传动;如果要将旧钻机改装就使用单传动。

1.3基于PLC的数字控制系统成为钻机控制核心

PLC的工作原理是运用强大的运算核心(CPU)加上可编程的存储器,通过软件将运算结果通过数字或模拟信号的输入与输出对机械进行操作。石油的开采难度经常受到各种不同因素的影响,如果长期沿用传统的方式进行钻井作业是相当困难的,效率不仅低下而且作业人员的人身安全也无法得到保障。

1.4自动送钻、软泵等功能逐步完善

通过PLC控制器配合其他设备,国内在钻机自动送钻、游车防碰砸、软泵、电气液联控等方面已经得到全面性的发展与完善,同时可以将一些机械设备的扭矩值的范围,压力大小范围以及流量值变化等等钻井工艺正常运行的状态进行全程监督与管控,并采取相应的预警措施,以保障钻井自动化技术的顺利进行。

2发展建议浅析

2.1积极研发自动化工具

为了能够提升石油企业的利润空间和运作效率,国内许多钻井公司或部门开始研发与引进动化工具。而先进的自动化工具可以提升作业品质与作业安全,同时也节约了大量的成本投入。目前国内也有一些地面以及钻台管柱等自动化设备,可是其性能与质量仍然与国外有明显距离。因此国内必须要积极投入技术的研发与创新,扩大产品范围以满足市场的需要。同时对于国产设备的实用性与质量进行全面提升,实现对钻机拆卸以及海洋钻机的有效防护。

2.2加强对集成控制技术的应用

为了实现智能化钻井,计算机技术也被引进到钻机系统中。从仪表、机械操控到PLC控制,再到工控机以及嵌入式控制系统等集成控制技术。目前钻井装备使用的是PLC设备控制。通过一些冗余结构可以提升钻井机械的稳定性。比如说使用冷备份方案,或者直接采用冗余系统(德国的S7400H系统);也可以使用计算机全程控制。同时设备与控制器间信号相互交流,达到信息交互与共享的目的。

2.3钻机节能技术形成新亮点

钻机节能技术可以通过以下几个方面进行:(1)在电网丰富地区,要将柴油机驱动变更为高压网电电动机驱动;(2)为提升钻机传动效率,同时解决燃油消耗与变速,可以将液力变矩器更改为液力偶合器;(3)空气热泵热水系统;利用柴油机余功发电技术等等。

2.4基于交互式虚拟现实技术的司钻培训系统开发

现阶段国内对司钻人员的培训依旧采用本图以及视频等方式进行培训工作,缺少实际操作。而通过数字投影技术,可以让操作人员在高仿真的环境下进行设备操作。虽然目前处于实验阶段,但是这种交互式虚拟现实技术的培训方式成本低而且效果良好而受到社会各界的关注。

3结束语

综上所言,现阶段国内石油钻机自动化技术仍然处于成长时期,因此与国外相比较会有较大距离,为提升我国的钻机自动化技术水不,就必须将自动化工具以及集成技术与节能等方面的技术进行突破,为中国石油钻采做出应有的贡献。

参考文献

[1]颜菁菁.石油钻机自动化技术的问题及发现建议[J].中国石油石化,2015(16):62-71.

[2]李皓.石油钻机自动化发展探讨[J].工业b,2016(8):38-46.

作者:王敏 单位:四川省宏华石油设备有限公司


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