一鍵式人機交互7000米自動化鉆機。西南油氣田公司供圖

　　截至12月10日，我國首套一鍵式人機交互7000米自動化鉆機投入工業(yè)性試驗達(dá)100天，各項參數(shù)達(dá)標(biāo)，安全平穩(wěn)運行。

　　12月1日，一鍵式人機交互自動化鉆機承鉆的首口井威204頁巖氣區(qū)塊H62-4號井告捷，順利鉆至5320米，較目標(biāo)周期提前6.78天完鉆。

　　9月1日，我國首套一鍵式人機交互7000米自動化鉆機，在四川長寧—威遠(yuǎn)國家級頁巖氣示范區(qū)，中國石油川慶鉆探公司威204H62平臺正式投入工業(yè)性試驗。

　　5月7日，由中國石油寶雞石油機械有限責(zé)任公司牽頭研制的國內(nèi)首套一鍵式人機交互7000米自動化鉆機，順利通過出廠驗收，標(biāo)志著我國成為全球少數(shù)可自主研制自動化鉆機的國家。

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　　歷時三年，創(chuàng)新引領(lǐng)，質(zhì)的飛躍。

　　一鍵式人機交互7000米自動化鉆機作為國家科技攻關(guān)任務(wù)，依托中國石油重大科技專項《重大工程關(guān)鍵技術(shù)裝備研究與應(yīng)用》，由寶石機械聯(lián)合川慶鉆探、工程院、渤海鉆探、管研院等單位共同研制完成。該鉆機創(chuàng)新設(shè)計理念，突破了一鍵式人機交互和獨立建立根等多項技術(shù)，更加高效、先進(jìn)、安全，被譽為鉆井工程領(lǐng)域的“國之重器”。

　　目前，該鉆機已獲得10余項發(fā)明專利授權(quán)，形成了5大創(chuàng)新技術(shù)，研制了8套關(guān)鍵設(shè)備，開發(fā)了3套核心軟件，填補了“一鍵式人機交互”“獨立建立根”等國內(nèi)空白。

　　一個按鈕控全程

　　鉆井工從“藍(lán)領(lǐng)”變“白領(lǐng)”

　　何為“一鍵式人機交互”？控制人員只需按下一個按鍵，就能實現(xiàn)鉆機多個設(shè)備的協(xié)同聯(lián)動和數(shù)據(jù)的實時交互，幫助鉆井工人高效完成復(fù)雜的作業(yè)任務(wù)，從繁重的體力勞動中解放出來。一個按鍵即可實現(xiàn)多個設(shè)備復(fù)合聯(lián)動、交叉運行、無縫銜接。

　　與常規(guī)鉆機相比，該鉆機在建立根過程中，鉆臺面和二層臺不再需要員工輔助工作，僅由司鉆一人控鍵就可完成從地面鉆桿輸送到立柱建成的所有步驟。

　　“本套鉆機是國內(nèi)首臺具有獨立建立根和一鍵式人機交互智能控制的鉆機，核心部件和軟件是首次創(chuàng)新研發(fā)并具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)?！敝袊蛯毷瘷C械國家研究中心智能控制研究所副所長楊雙業(yè)說，在鉆機研制過程中突破了多項技術(shù)瓶頸，通過機器人自動感知、精準(zhǔn)定位、智能協(xié)同等技術(shù)，在井口區(qū)8平方米的范圍內(nèi)整合了11種設(shè)備的360余個動作，實現(xiàn)了并行自動化作業(yè)，有效提升了操作效率。

　　除此之外，該鉆機還具備“三高一優(yōu)三降低”的顯著特點。

　　自動程度高，配備6套機器人，關(guān)鍵作業(yè)流程及井口輔助操作全面自動化，大幅減少井隊人員配置；安全水平高，具有動態(tài)防碰管理、司鉆輔助操作、鉆機無線遙控起放等功能，實現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場本質(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)，就能控制鉆機運行，實現(xiàn)“一個按鈕控全程”，讓鉆井工人從“藍(lán)領(lǐng)”變?yōu)椤鞍最I(lǐng)”。

　　據(jù)悉，該鉆機于2018年研發(fā)，2020年11月完成樣機制造并進(jìn)行廠內(nèi)試驗，今年5月7日順利通過出廠驗收，9月1日在威204H62平臺正式進(jìn)入工業(yè)化試驗階段。

　　多項紀(jì)錄解難題

　　突破“傳統(tǒng)模式”的創(chuàng)新成果

　　在過去的100天里，一鍵式人機交互7000米自動化鉆機除了安全平穩(wěn)運行外，還取得多項亮眼成績。

　　降本減負(fù)——井隊人員配備20人量級，相比標(biāo)準(zhǔn)人員配置降低1/3以上；與常規(guī)鉆機相比，鉆井工人重體力勞動降低90%；與進(jìn)口自動化鉆機相比，采購成本降低1/3以上，實現(xiàn)鉆井作業(yè)“省人、省心、省力、省時、省錢”目標(biāo)。

　　提質(zhì)增效——該鉆機在威204H62-4井共取得“三開一趟”最深、機械鉆速最快、水平段井段最長、旋導(dǎo)鉆進(jìn)周期最短和儲層鉆遇率、靶體鉆遇率100%等多項紀(jì)錄。

　　“目前這套鉆機在現(xiàn)場實驗過程中，各項性能指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計要求，參數(shù)與設(shè)備運轉(zhuǎn)正常，我們有信心用好這臺設(shè)備?！辈僮髟撱@機的中國石油川慶川東鉆探70262隊隊長賴青鵬信心滿滿，“一鍵式人機交互7000米自動化鉆機的工業(yè)化試驗階段的要求，是在年底前完鉆一到兩口井，我們有信心完成鉆完井任務(wù)。”

　　據(jù)了解，一鍵式人機交互7000米自動化鉆機在工業(yè)化試驗階段已完成6類16項試驗，各項功能和性能指標(biāo)優(yōu)異，達(dá)到了設(shè)計預(yù)期。

　　數(shù)次升級提效益

　　打造可復(fù)制可推廣的“鮮活樣板”

　　威204H62平臺位于四川省內(nèi)江市，是一口儲量豐富的高頁巖氣井，承鉆該井的正是一鍵式人機交互7000米自動化鉆機。該鉆機于今年7月進(jìn)入井位安裝調(diào)試，在試運行過程中已經(jīng)建立了187柱立根，平均每柱用時10分，單柱最快用時9分鐘。

　　據(jù)了解，該平臺已實現(xiàn)“2開1完”，已完成威204H62-4井鉆完井作業(yè)，目前在威204H62-3井進(jìn)行三開作業(yè)，井深3460米，總共完成進(jìn)尺8780米，試驗周期96.7天，預(yù)計本月25日左右完成整個試驗。

　　下一步，寶石機械公司將聯(lián)合川慶鉆探等參研單位，重點抓好現(xiàn)場應(yīng)用試驗，優(yōu)化鉆機操控流程、各組件配置，促進(jìn)轉(zhuǎn)化應(yīng)用，把一鍵式人機交互7000米自動化鉆機打造成為我國鉆機自動化發(fā)展過程中的標(biāo)志性成果，助推我國由鉆機制造大國向制造強國邁進(jìn)。（人民網(wǎng)）

編輯：李雪彤