焦延安

摘 要：科技化與信息化的蓬勃發(fā)展促使我國鉆井技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)與完善，自動化與智能化特點必定會是未來鉆井技術(shù)的發(fā)展方向，其對國內(nèi)石油鉆井工程的可持續(xù)發(fā)展起到了至關(guān)重要的影響作用。為此本文首先分析了全面實現(xiàn)自動化智能化鉆井新技術(shù)的現(xiàn)實意義，而后基于鉆井技術(shù)特點，提出自動化智能化技術(shù)在鉆井過程中的有效應(yīng)用，期望能行之有效地改善我國當(dāng)前鉆井技術(shù)狀況。

關(guān)鍵詞：自動化;智能化;鉆井;新技術(shù);分析

自動化智能化的鉆井技術(shù)勢必會發(fā)展成為當(dāng)前我國石油鉆井項目的核心要素，其不僅僅決定某個國家或者地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與技術(shù)研發(fā)水平，而且還能夠充分地適應(yīng)當(dāng)前國家與地區(qū)的石油需求情況，能夠在一定程度上推動了國家的繁榮、社會的發(fā)展，而且全面實現(xiàn)自動化智能化鉆井新技術(shù)存在著不少優(yōu)勢，例如增強石油鉆井的效率、減少人工操作失誤、降低作業(yè)成本、控制生產(chǎn)事故發(fā)生率等。因此本文對我國完成自動化智能化鉆井新技術(shù)的現(xiàn)實意義進(jìn)行了深入地分析，闡述了當(dāng)前我國自動化智能化鉆井新技術(shù)的應(yīng)用平臺，期望能夠?qū)θ矫娴靥嵘豌@井工程的總效益有所裨益。

1 全面落實自動化智能化鉆井新技術(shù)的現(xiàn)實意義

1.1 能夠有效改善鉆井作業(yè)項目的質(zhì)量

工作人員通過自動化智能化的鉆井新技術(shù)來落實一系列石油生產(chǎn)項目，確實能有效地改善作業(yè)項目的最終質(zhì)量，主要表現(xiàn)為如下兩方面：首先，工作人員將導(dǎo)向鉆井以及實時數(shù)據(jù)反饋技術(shù)有效地融入到石油鉆井項目當(dāng)中，能夠在一定程度上增強當(dāng)前石油鉆井井身軌道的無誤性與有效性，從而在根本上讓石油鉆井質(zhì)量有所改善。其次，工作人員將智能化技術(shù)滲透至石油鉆井項目當(dāng)中，能夠利用控制整個鉆井范圍的傳感器來行之有效地了解與熟悉鉆井全過程的實際狀況，并借此來降低井眼失穩(wěn)事故的發(fā)生概率，從而有效地改善當(dāng)前石油鉆井生產(chǎn)質(zhì)量。

1.2 有利于降低鉆井人員的工作強度與難度

一般而言，要有效地完成傳統(tǒng)式的石油鉆井項目就必須準(zhǔn)備充分的人力、物力、財力來作為支撐，這無疑就在一定程度上增加了當(dāng)代鉆井人員的工作強度與難度，給他們增添了巨大且無形的工作壓力。而若鉆井項目能夠全面實現(xiàn)自動化與智能化發(fā)展，則能夠使當(dāng)代鉆井項目的作業(yè)現(xiàn)場升級為高效、理想化的運作狀態(tài)，基本上只需配置1～2名鉆井人員，由此可見自動化智能化鉆井新技術(shù)能夠有效地降低鉆井人員的工作強度與難度。

1.3 能夠科學(xué)、穩(wěn)定、及時地了解與掌握鉆井項目的最新動態(tài)

將自動化與智能化滲透至當(dāng)代石油鉆井項目當(dāng)中，不僅僅能夠有效地減少鉆井作業(yè)項目的風(fēng)險，而且還能夠科學(xué)、有效、穩(wěn)定、及時地了解與掌握整個石油勘測過程中的數(shù)據(jù)資料、方案措施等相關(guān)信息，并且還能夠基于上述信息的前提下，進(jìn)一步地為石油開采項目降低一定的風(fēng)險因子，為完成高質(zhì)量、高水平的石油開采工作奠定基礎(chǔ)。

1.4 能夠減少石油鉆井項目的作業(yè)周期

鉆井作業(yè)工程全面落實了自動化智能化性質(zhì)后，即能夠?qū)崟r、高效地完成收集、傳遞、運輸、整理、反饋、應(yīng)用石油鉆井井下各方面的數(shù)據(jù)信息，并且會對某些作業(yè)異常情況提出適當(dāng)?shù)墓に嚰夹g(shù)調(diào)整口令，從而在根本上保證整個石油鉆井項目有效、穩(wěn)定地落實。如果自動化智能化的鉆井技術(shù)存在著一定的實施問題或者障礙，就會邀請各個領(lǐng)域的專家前往施工現(xiàn)場進(jìn)行專業(yè)化、高效化、實時化的技術(shù)指導(dǎo)，確保整個鉆井項目能夠在最短的時間內(nèi)回復(fù)正常的運作軌道，從而在根本上有效地減少石油鉆井項目的作業(yè)周期。

1.5 能夠減少石油鉆井項目的綜合成本

將傳統(tǒng)化、勞動力集中式的石油鉆井項目逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊⒅悄芑你@井工程，不但會讓鉆井技術(shù)有效地融入當(dāng)代先進(jìn)的技術(shù)特點，而且還能夠進(jìn)一步完善整個鉆井程序，例如自動化智能化的鉆井新技術(shù)避免了電纜測井這一工作步驟，從整體上而言其在有效減少作業(yè)周期的同時還能夠進(jìn)一步地控制石油鉆井項目的施工成本，為石油鉆井工程獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益提供最大的實施空間。

1.6 能夠讓石油鉆井項目所涉及的作業(yè)領(lǐng)域更為廣泛

自動化智能化的鉆井新技術(shù)不僅能夠行之有效、有條不紊地處理常規(guī)井，而且還能夠深入分析、探究、開采工作環(huán)境惡劣與工作條件較差的特殊井，例如位于海洋、沙漠等特殊環(huán)境下的石油鉆井項目，這些鉆井項目復(fù)雜、難度大，如果仍然選擇傳統(tǒng)化的鉆井技術(shù)就很難處理好各種問題，而通過全面自動化智能化鉆井新技術(shù)則能夠有效地實現(xiàn)機(jī)械代替人力的運作目標(biāo)，完成這些特殊環(huán)境下的鉆井項目，從而在根本上使得石油鉆井項目所涉及到的作業(yè)領(lǐng)域變得更為廣泛。

2 自動化智能化鉆井新技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 自動化智能化的計算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)

自動化、信息化、技術(shù)化與智能化的計算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)，可以實時有效地完成收集作業(yè)信息、分析數(shù)據(jù)資料、傳送施工命令、反饋落實結(jié)果等一系列工作步驟，從根本上為建設(shè)全新型的鉆井系統(tǒng)提供根本性的基礎(chǔ)條件。與此同時該計算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)還配置了強大的數(shù)據(jù)信息資料庫，其主要是通過大量鉆井領(lǐng)域的專家學(xué)者共同撰寫而完成的，能夠行之有效、實時穩(wěn)定地了解與掌握當(dāng)下石油鉆井開采項目的具體情況。首先，石油鉆井開采項目的井下感應(yīng)器會借助相應(yīng)的設(shè)備將當(dāng)前石油開采工程的井下數(shù)據(jù)信息上傳至自動化智能化的計算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)當(dāng)中，而后該計算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)就會將這部分的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類、整理、評測等工序，若其評測結(jié)果是處于該數(shù)據(jù)資料庫的有效控制范圍的，則將當(dāng)前所得的數(shù)據(jù)結(jié)論高效、直接、快速地輸送至鉆井井下，而若其評測結(jié)果不處于該數(shù)據(jù)資料庫的有效控制范圍的，則需求該計算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)的工作人員與井下作業(yè)人員取得必要的聯(lián)系，并對于該評測結(jié)果雙方必須要獲得一致的意見。再者，工作人員要對這部分?jǐn)?shù)據(jù)信息進(jìn)行快速有效的整理、分析、演繹步驟，就必須將有用的數(shù)據(jù)資料整理至當(dāng)前計算監(jiān)督控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息資料庫，從而行之有效、科學(xué)穩(wěn)定地更新升級數(shù)據(jù)信息資料庫的內(nèi)容。換而言之，自動化智能化的計算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)具備著科學(xué)化、及時化、信息化、高效化、安全化等特點性能。在實際的石油開采項目當(dāng)中，鉆井作業(yè)工程所配置的數(shù)據(jù)通信接口平臺主要涉及到兩大構(gòu)成要素：第一是修井操控平臺，第二是修井遠(yuǎn)程操控體系，上述的兩種鉆井平臺能夠讓當(dāng)代鉆井項目在根本上完成三維式的監(jiān)督控制體系，從而為全面實現(xiàn)智能傳輸、隨鉆地震等新型的鉆井技術(shù)提供強有力的基礎(chǔ)條件。

2.2 自動化智能化的鉆井工具

正常情況下，石油鉆井項目所配置的設(shè)備工具都能夠落實好對施工過程數(shù)據(jù)信息的收集、整理、檢測、演繹等指令，為科學(xué)有效地完成當(dāng)前石油開采工程提供堅實的科學(xué)手段。為此，基于自動化智能化鉆井系統(tǒng)具備強大、穩(wěn)定的運行機(jī)制的前提下，鉆井井下作業(yè)工具應(yīng)當(dāng)朝著微型化的方向轉(zhuǎn)型發(fā)展，不但作用于石油鉆井項目的數(shù)據(jù)監(jiān)測工序，而且還能夠?qū)⑵溥\用至修井、通井等核心環(huán)節(jié)。這部分自動化智能化的鉆井工具能夠在一定程度上確保當(dāng)前石油鉆井項目的具體程序，能夠有效地確定與固定井下作業(yè)鉆頭與鉆柱的具體位置與方向，進(jìn)而使其成為整個石油井下開采工程的導(dǎo)向指標(biāo)，與此同時自動化智能化的鉆井工具能夠高效、快速、直接地完成旋轉(zhuǎn)鉆井工作，從而在根本上降低巖層等復(fù)雜施工環(huán)境對鉆井工具所造成的不良作用。除此以外對于石油井下作業(yè)的技術(shù)參數(shù)，工作人員可以借助感應(yīng)器來進(jìn)一步地了解與掌握，從而實時有效地監(jiān)督與控制當(dāng)前石油開采鉆頭的運作實況，促進(jìn)石油井下開采工程朝著安全、高效的方向進(jìn)步發(fā)展。

2.3 自動化智能化的鉆井供電體系

眾所周知，不同的鉆井工具會對應(yīng)著不同的電能消耗量，那么一項石油井下開采項目就必須配置著性能高效的供電系統(tǒng)，與此同時該鉆井供電系統(tǒng)務(wù)必要具備柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組以及應(yīng)急發(fā)電機(jī)組這兩部分，唯有如此方能使當(dāng)前的電力供應(yīng)在根本上滿足當(dāng)前的石油井下開采任務(wù)，方能科學(xué)有效地降低供電系統(tǒng)的危險性。石油鉆井工程所需配置的供電系統(tǒng)則涉及到高壓配電盤、低壓配電盤等部分，這些供電系統(tǒng)的構(gòu)成部分能夠有效地給當(dāng)前的井下開采項目給予充足的電力能量，為石油鉆井工程實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供較好的照明條件。新型的PMS系統(tǒng)能夠根據(jù)石油鉆井項目各部門、各環(huán)節(jié)實際的用電情況，為各部門提供充足有效的電量，而且就目前我國石油鉆井工程的供電形式而言，高性能電池、導(dǎo)線電力傳輸以及渦輪發(fā)電機(jī)組都是當(dāng)代安全性高、效率強、運作穩(wěn)定的供電手段，同時筆者認(rèn)為鉆井所需的電池在未來必定會朝著體積小型化、容量巨大型的方向發(fā)展。

2.4 自動化智能化的鉆井通訊網(wǎng)絡(luò)

所謂的自動化智能化鉆井通訊網(wǎng)絡(luò)，即是指數(shù)據(jù)信息能夠同時借助共享中心以及調(diào)控中心來完成雙向化的傳輸功能的一個鉆井體系，其在根本上為石油鉆井工程提供巨大的共享信息資料。對于雙向化的共享數(shù)據(jù)信息而言，其具備著強大的集成化特質(zhì)，例如巨大的儲存容量、快速的傳輸效率、廣泛的應(yīng)用區(qū)域等，與此同時其仍還反映出高效、安全的數(shù)據(jù)信息解析演繹性能，能夠為鉆井人員提供具體有效的策略意見。自動化智能化的鉆井新技術(shù)能夠在一定程度上實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的及時傳輸、整理演繹、檢測反饋等任務(wù)目標(biāo)，為更好地加強井下與井上的聯(lián)系奠定基礎(chǔ)，不僅方便了井下信息的有效反饋，而且還有利于井下傳送具體指令。

2.5 自動化智能化的鉆井信息傳達(dá)技術(shù)

就現(xiàn)階段我國石油鉆井信息傳達(dá)技術(shù)的應(yīng)用情況而言，自動化智能化的鉆井信息傳達(dá)技術(shù)主要包括井眼軌道檢測以及隨鉆測井技術(shù)兩方面，這些技術(shù)的應(yīng)用就猶如工作人員在井下鉆頭處安裝高效安全的監(jiān)督控制設(shè)備，從而有助于鉆井項目的技術(shù)工程人員能夠通過一定的數(shù)據(jù)信息反饋來分析、研究、掌握當(dāng)前施工巖層的具體特征以及鉆井軌道的有關(guān)資料等內(nèi)容。自動化智能化的鉆井信息傳達(dá)新技術(shù)能夠借助有關(guān)的設(shè)備感應(yīng)器來將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變?yōu)橄嚓P(guān)的震動信號，而后利用檢波設(shè)備來對其進(jìn)行下一步的數(shù)據(jù)處理工序，從而行之有效地解析當(dāng)前施工巖層的具體數(shù)據(jù)信息。從目前國內(nèi)鉆井信息傳達(dá)技術(shù)的研究、開發(fā)與應(yīng)用實況來看，比較常用的自動化智能化鉆井信息傳達(dá)技術(shù)則包括聲波法、電磁感應(yīng)法等，為此鉆井技術(shù)工程師要靈活地應(yīng)用這些先進(jìn)性的信息傳達(dá)技術(shù)，就務(wù)必要深入地了解與掌握這些技術(shù)的特點與性能，熟悉每種技術(shù)的優(yōu)劣勢，從而為往后更有效的應(yīng)用提供知識支撐。

3 自動化智能化鉆井新技術(shù)的開發(fā)建議

從現(xiàn)階段國內(nèi)自動化智能化鉆井新技術(shù)的研究與推廣情況來看，自動化智能化的鉆井新技術(shù)確實獲得了一定的落實成效，并且不少的自動化智能化鉆井新技術(shù)已經(jīng)逐漸被廣泛應(yīng)用至石油鉆井的各個領(lǐng)域、各個階段、各個環(huán)節(jié)，對有效提高石油開采項目的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益起到了良好的促進(jìn)作用。然而與其它發(fā)達(dá)國家相比，我國所開發(fā)、推廣與應(yīng)用的自動化智能化鉆井新技術(shù)仍然存在著一些問題與不足，主要表現(xiàn)在技術(shù)性能、程序步驟等層面上，例如現(xiàn)階段我國鉆井項目當(dāng)中所運用的井口的自動化與智能化程度比較弱，很多先進(jìn)、優(yōu)秀的技術(shù)、設(shè)備、工具都是完全依賴于國外進(jìn)口，在很大程度上難以擺脫國外的技術(shù)支持。除此以外，目前我國的鉆井新技術(shù)在實際的使用期間，其的安全性、有效性、穩(wěn)定性等特征性能仍然需要進(jìn)一步地完善，否則其會給整個石油開采項目帶來不必要的風(fēng)險因素。所以，對于石油鉆井新技術(shù)，我們務(wù)必要著重強調(diào)與重視自動化智能化鉆井技術(shù)的研究與開發(fā)工作，不斷引進(jìn)先進(jìn)良好的技術(shù)、工藝、設(shè)備、觀念，進(jìn)而在根本上提升當(dāng)代自動化智能化鉆井新技術(shù)的具體性能，不斷增強鉆井工程的效率與質(zhì)量，行之有效地減少石油鉆井的總成本，從而科學(xué)有效地提高當(dāng)代石油鉆井項目的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

總而言之，國家要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略就務(wù)必會在一定程度上提高當(dāng)代的石油需求量，為此石油行業(yè)要更好地適應(yīng)社會要求、完成新的產(chǎn)業(yè)改革，就必須從鉆井技術(shù)出發(fā)，從根本上為高效、安全、科學(xué)、穩(wěn)定的石油開采項目提供可行的落實手段，所以石油行業(yè)務(wù)必要重視與支持自動化智能化的鉆井新技術(shù)，從計算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)、鉆井工具、信息傳達(dá)技術(shù)、供電系統(tǒng)等方面出發(fā)，不斷完善與規(guī)范當(dāng)前的鉆井技術(shù)體系，從而促使石油鉆井新技術(shù)逐漸向自動化、智能化、信息化、穩(wěn)定化、安全化、綜合化的方向發(fā)展。

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