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    科技創(chuàng)新
    我國(guó)首套人機(jī)交互式自動(dòng)化鉆機(jī)厲害在哪?
    來(lái)源:      發(fā)布時(shí)間:2021-12-14     分享:



    12月10日,在西南油氣田與川慶鉆探頁(yè)巖氣風(fēng)險(xiǎn)合作區(qū)塊威遠(yuǎn)204H62鉆井平臺(tái),這臺(tái)鉆機(jī)已投入工業(yè)性試驗(yàn)100天。試驗(yàn)效果如何?這就帶大家“沉浸式”體驗(yàn)一下。



    12月的川南,細(xì)雨綿綿,在四川省資中縣高家壩村,起伏的山坡上整齊排列著數(shù)十個(gè)白色活動(dòng)板房,像闖入另一個(gè)宇宙世界。在這里待了5個(gè)月的賴(lài)青鵬熟練地指揮著現(xiàn)場(chǎng)作業(yè),他眼前矗立著一個(gè)宛如變形金剛的龐然大物在轟轟作響。

     

    這個(gè)“巨型機(jī)械”就是行業(yè)內(nèi)備受矚目的中國(guó)首套“一鍵式人機(jī)交互自動(dòng)化鉆機(jī)”,是目前中國(guó)石油自主研發(fā)的最先進(jìn)鉆機(jī)。在鉆機(jī)平臺(tái)的操作間中,僅一名司鉆就可通過(guò)“一鍵式”操作“控全程”,隨著屏幕數(shù)字跳動(dòng),鉆機(jī)鉆頭朝著數(shù)千米地下持續(xù)挺進(jìn)。

     

    自9月1日這臺(tái)鉆機(jī)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。本月25日前后,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),意味著這類(lèi)鉆機(jī)將在更寬闊空間大顯身手,助推我國(guó)由鉆機(jī)制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。


    項(xiàng)攻關(guān)創(chuàng)佳績(jī)

    突破多個(gè)“卡脖子”技術(shù)瓶頸


    在威遠(yuǎn)204H62-3號(hào)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平方米范圍內(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),這在以往是難以想象的。

     

    重型設(shè)備如何精準(zhǔn)控制?復(fù)雜系統(tǒng)怎樣全面集成一體?從2018年開(kāi)始,中國(guó)石油寶石機(jī)械、川慶鉆探、工程技術(shù)研究院等單位聯(lián)合,力圖攻克多項(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8000米鉆具測(cè)試…….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7000米自動(dòng)化鉆機(jī)得以“破土而出”。 


    2020年11月研發(fā)團(tuán)隊(duì)完成了樣機(jī)制造并開(kāi)始廠內(nèi)試驗(yàn)。今年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12月10日,中國(guó)石油“一鍵式”人機(jī)交互7000米自動(dòng)化鉆機(jī)已安全運(yùn)行100天。作為整個(gè)鉆機(jī)項(xiàng)目研發(fā)的參與者,中國(guó)石油寶石機(jī)械智能控制研究所副所長(zhǎng)楊雙業(yè)感到興奮不已,“我們通過(guò)充分的調(diào)研論證,做了大量的試驗(yàn)工作,多項(xiàng)解決方案都是顛覆傳統(tǒng),鉆機(jī)設(shè)備滿(mǎn)足了并行作業(yè)一致性的極高要求,開(kāi)創(chuàng)了全新的作業(yè)模式。”


    一組數(shù)據(jù)看成效

    降低3項(xiàng)成本 創(chuàng)造4項(xiàng)紀(jì)錄


     

    俗話(huà)說(shuō)上天難入地更難,“一鍵式”人機(jī)交互7000米自動(dòng)化鉆機(jī)到底是什么?它又厲害在哪里?

     

    簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),“一鍵式人機(jī)交互”就是控制人員只需按下一個(gè)按鍵,就能實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)多個(gè)設(shè)備的協(xié)同聯(lián)動(dòng)和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互,幫助鉆井工人高效完成復(fù)雜的作業(yè)任務(wù)。

     

    “90后”賴(lài)青鵬是川慶川東鉆探公司70262隊(duì)的隊(duì)長(zhǎng),他已經(jīng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)使用鉆機(jī)完成了16項(xiàng)試驗(yàn)。100天以來(lái),他對(duì)這臺(tái)巨型設(shè)備再熟悉不過(guò),不僅看到鉆井工人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái),由風(fēng)吹日曬的戶(hù)外轉(zhuǎn)移到辦公室作業(yè),從“藍(lán)領(lǐng)”變?yōu)椤鞍最I(lǐng)”,他還見(jiàn)證著該鉆機(jī)創(chuàng)造的一組組數(shù)據(jù)和紀(jì)錄誕生。 


    據(jù)賴(lài)青鵬介紹,該鉆機(jī)在應(yīng)用中體現(xiàn)出“三高一優(yōu)三降低”的顯著特點(diǎn):


    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。

    安全水平高。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。建立根、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。

    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”。


    據(jù)賴(lài)青鵬介紹,該鉆機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中,各項(xiàng)性能指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求,設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和參數(shù)情況正常,降低3項(xiàng)成本,創(chuàng)造了4項(xiàng)鉆井紀(jì)錄。


    降低3項(xiàng)成本:

    井隊(duì)人員配備20人量級(jí),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)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2200米,與歷史最好水平相比,增加長(zhǎng)度10% 。
    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米,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2580米,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天,縮短周期7.14%。
     

    “第一口井順利打完,第二口井我們更有信心交一份滿(mǎn)意的答卷,把這臺(tái)設(shè)備用好,為石油天然氣鉆探開(kāi)發(fā)貢獻(xiàn)力量!”賴(lài)青鵬信心滿(mǎn)滿(mǎn)。

     

    當(dāng)前,“一鍵式”人機(jī)交互7000米自動(dòng)化鉆機(jī)正在進(jìn)行威204H62-3井的施工作業(yè),預(yù)計(jì)將于12月25日左右完工。屆時(shí),該鉆機(jī)結(jié)束工業(yè)化試驗(yàn)階段后,賴(lài)青鵬也將跟隨鉆機(jī)去到新的工程場(chǎng)地接受新的任務(wù)。

     

    一場(chǎng)創(chuàng)新贏未來(lái)

    提升國(guó)產(chǎn)鉆機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)力和話(huà)語(yǔ)權(quán)


    “十四五”開(kāi)局之年,隨著西南油氣田上產(chǎn)500億的步伐加快,川渝頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的全新會(huì)戰(zhàn)打響。在中國(guó)石油川渝頁(yè)巖氣前線指揮部生產(chǎn)運(yùn)行部鉆井運(yùn)行副經(jīng)理吳雙看來(lái),油氣勘探開(kāi)發(fā)的主要矛盾已經(jīng)由規(guī)模上產(chǎn)轉(zhuǎn)換到效益開(kāi)發(fā),如何利用先進(jìn)設(shè)備、技術(shù)和手段突破瓶頸成為關(guān)鍵問(wèn)題。

     

    吳雙認(rèn)為,“一鍵式”鉆機(jī)試驗(yàn)成功,大大縮短了頁(yè)巖氣產(chǎn)能建設(shè)周期,實(shí)現(xiàn)了提質(zhì)提效,“這種鉆機(jī)必將逐步推廣運(yùn)用到常規(guī)氣、高含硫氣井,讓地下資源又好又快變成實(shí)際產(chǎn)量。”

     

    川慶川東鉆探公司表示,公司將認(rèn)真做好鉆機(jī)試驗(yàn)的紀(jì)錄、分析、評(píng)估、評(píng)價(jià)等工作,形成一整套完善的自動(dòng)化鉆機(jī)操作規(guī)程,并加以推廣運(yùn)用。

     

    楊雙業(yè)表示,在工業(yè)化試驗(yàn)階段,認(rèn)識(shí)到一些可以?xún)?yōu)化提升的部分,將在此基礎(chǔ)上進(jìn)行新的突破性研發(fā),為后續(xù)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化定型創(chuàng)造良好條件。“目前我們已收到多個(gè)訂單,明年上半年將進(jìn)行交付。”楊雙業(yè)透露。

     

    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),但與國(guó)際領(lǐng)先國(guó)家的技術(shù)相比仍有不小差距,鉆機(jī)自動(dòng)化和智能化水平較低,制約了我國(guó)工程技術(shù)服務(wù)高質(zhì)量發(fā)展。

     

    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”。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)工程參數(shù)創(chuàng)造了紀(jì)錄,有效提升了油氣勘探開(kāi)發(fā)的施工效率、作業(yè)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,提高工程技術(shù)服務(wù)水平具有重要意義。



    學(xué)習(xí)黨史 | 每日一題

    2010年10月,黨的十七屆五中全會(huì)通過(guò)《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十二個(gè)五年規(guī)劃的建議》,對(duì)在新的歷史起點(diǎn)上向著全面建設(shè)小康社會(huì)目標(biāo)繼續(xù)前進(jìn)作出全面部署。《建議》的鮮明特點(diǎn)是明確提出“十二五”規(guī)劃的主題是____,主線是____。


    A.科學(xué)發(fā)展  加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式

    B.科學(xué)發(fā)展  深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革

    C.推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展  加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式

    D.推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展  深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革


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