6月23日，在天津舉辦的2024世界智能產業(yè)博覽會上，寶雞石油機械有限責任公司（以下簡稱“寶石機械”）展出的深地“塔科1井”和“川科1井”雙子星互動沙盤模型，展示了全國領先的萬米深地鉆探技術，吸引眾多參觀者圍觀。

對應到現實，“塔科1井”和“川科1井”分別位于塔里木盆地和四川盆地這兩個油氣“富礦”。這兩口井的鉆井作業(yè)裝備源自同一項技術成果——由寶石機械研發(fā)的全球首臺1.2萬米特深井自動化鉆機。

為啥非要向萬米深地挺進？因為超深層油氣開采潛力巨大。

寶石機械1.2萬米特深井自動化鉆機在“塔科1井”作業(yè)。 通訊員 姚東攝

今年初，在中國石油塔里木油田深地“塔科1井”，經過279天的奮戰(zhàn)，鉆機鉆探深度終于突破1萬米，目前正在繼續(xù)向目標深度1.11萬米挺進。

“在非常規(guī)油氣開發(fā)、新能源領域的技術實力展現了寶石機械在推動數智技術與能源產業(yè)深度融合，發(fā)揮數字化、智能化賦能產品升級的作用。我們要把能源的飯碗牢牢端在自己手中，當好保障國家能源安全的‘頂梁柱’。”寶石機械相關研發(fā)人員說。

7月21日，記者在寶石機械見到了“塔科1井”萬米鉆機的設計師李亞輝。與鉆機結緣20余年，他參與并見證了鉆機的升級。

“一深帶萬難。鉆井越深，對設備的要求就越高。從千米到萬米，這背后是一個個微創(chuàng)新積累達成的質變。此前，也有別的國家研發(fā)出萬米鉆機，但自動化水平有限，無法滿足當下油氣科研、開采的實際需要?！崩顏嗇x說。

以鉆井過程為例，工人需要將眾多10米長的鉆桿組成鉆桿串。如果將這些鉆桿連接起來平鋪在地面上，長度將達到12公里，重量約千噸。

“原先的鉆機大約只需要承載400多噸重量，這次設計的萬米鉆機承重約千噸。為了適應新情況，我們要對相關設備進行重新研發(fā)，實現輕量化、模塊化?！崩顏嗇x說。

寶石機械萬米鉆機的研發(fā)團隊有約200人，大家的專業(yè)五花八門，涉及力學、電學、材料學等各種學科。這是因為萬米鉆機的研發(fā)涉及方方面面的知識。

李亞輝介紹，在減輕重量的前提下，他們還要提高鉆機的強度；由于鉆機都是大結構件，要在焊接方面進行攻關；設計過程中，要不斷對結構進行優(yōu)化，計算各種工況下的鉆機穩(wěn)定性。

“我們還要考慮到鉆機的運輸問題。比如川渝地區(qū)部分山區(qū)道路狹窄，我們既要控制重量，又要控制長度。‘川科1井’鉆機的運輸長度就控制在13.5米以內，便于在崎嶇的山路運輸。”寶石機械相關研發(fā)人員說。

“川科1井”因其復雜的地質結構成為全球鉆進難度最高的萬米深井。對標全球13項工程難度指標，深地“川科1井”的7項難度指標都位居世界第一。

據介紹，“川科1井”鉆機配備了全套管柱自動化設備，實現管柱從堆場到井口的自動化處理，適應平原、山地、沙漠、戈壁等地域的搬家、布置、流程作業(yè)等。鉆機總高度約72米，相當于24層樓房的高度，配套6000馬力絞車，可連續(xù)提升最大鉤載達900噸，相當于同時吊起150頭成年大象，能滿足國內最大提升載荷需求。

“萬米鉆機的開鉆，標志著我國已實現萬米自動化鉆機研發(fā)制造全產業(yè)鏈自主可控，有效提升了我國鉆井工程技術極限作業(yè)能力。以前有些設備依靠進口，弊端是實現規(guī)模化應用的成本較高。這次的攻關目的，就是實現國產化的替代。”寶石機械1.2萬米特深井自動化鉆機設計人員說。

寶石機械的研發(fā)團隊有一個愿望，就是讓鉆機更智能一些，減少現場工作人員的勞動強度，讓他們有更好的作業(yè)環(huán)境。

“我們要向中國新能源汽車工業(yè)學習，依托我國發(fā)達的工業(yè)體系，對鉆機進行智能化改造，讓鉆機更智能、更綠色、適應性更廣，實現彎道超車。”李亞輝說。

“之前的鉆機，自動化設備配備不充足，大量操作靠人工，工人工作條件較差。如今，憑借智能化手段，一臺萬米鉆機配備的人員數量只需要以前的三分之二，大部分操作在操作間就能完成。”李亞輝說，這背后是一代代鉆機人的努力。

石油裝備產業(yè)鏈是寶雞市重點產業(yè)鏈之一。隨著石油裝備企業(yè)不斷發(fā)展壯大，寶雞市已形成20余戶整機及關鍵零部件企業(yè)、百余戶重點零部件配套企業(yè)，奠定了全國石油裝備重要生產基地的地位。（陜西日報）

編輯：賀雅楠