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摘 要：本文就石油钻井自动化关键技术展开分析,通过对钻机装备的自动化技术、钻柱技术、随钻测量技术、地质导向钻井技术等的研究,进行石油钻井工程的运作过程的存在不足的分析,以应对石油工业的蓬勃发展.
关 键 词：石油钻井；自动化技术；应用方案；管理措施；系统优化
中图分类号：TE19文献标识码：A
1关于石油钻井自动化关键技术的应用现状的分析
现代石油钻井技术不断发展满足了石油工业的发展要求.为提高勘探开发的综合效益,进行一系列的石油钻井技术的研究,促进新油气藏系统的不断更新.以智能化、自动化、信息化为特点,进行自动化钻井方法的发展,确保随钻地震环节、随钻测井环节、随钻测量环节、随钻地层评价环节等的稳定发展,促进石油钻井技术系统的内部各个环节的有效协调,促进钻井程序的不断优化,实现钻井参数、地质参数、流体参数等环节的不断优化,通过对相关石油数据信息的传输、测试、分析、执行、反馈等实现钻井系统的数字化技术发展.这是石油钻井自动化技术的发展方向,其关键技术得到越来越广泛的应用.
现代石油钻井自动化技术系统的发展,促进了作业的集成化、智能化的实现,确保了石油钻井行业的内部各个环节的有效协调,促进了作业控制机器测试工具、导向钻具的智能化发展.随着经济技术的进步,集成钻井作业系统与集成钻井系统不断得到更新,这也促进了石油钻进自动化关键技术的发展,促进了其钻井设备的作业自动化的实现,促进了钻井技术的稳定进步,满足了市场经济的发展需要.它有效改善了以往的一些油藏、气藏环节的不足,确保了勘探成功率的实现,有利于石油钻井系统的不断完善,让石油钻井自动化技术得到了更加广泛的普及,促进了石油钻井环境的日益健全,满足了市场经济的发展需要.
石油钻井建设的发展,离不开其钻井自动化技术的发展,这是时代经济的发展需要,由于石油钻机自动化技术受到社会的石油行业的广泛重视,其现代钻机技术是比较先进的,通过对自动排管装置、顶驱装置、电子司钻、交流变频电驱动钻机的应用,实现石油钻机工业的质量效率的提升,有利于钻井行业的综合效益的提升,有利于钻井技术系统的完善,满足了实际钻机工程施工的需要.就目前来说,石油钻井自动化技术依然存在一系列的弊端,但是随着经济技术的发展,这些作业过程中的缺陷,正在逐渐得到改善.
电子司钻的应用,推动了钻机设备的自动化技术的发展,它实现了对触摸屏控制装置、计算机系统、软件设备等的有效应用,实现了钻井参数的有效控制,确保了钻井工艺的不断优化,解决了钻井工业过程中的存在的一系列的不足,有利于钻进工业自动化技术的长远发展.电子司钻与VFD的结合应用可实现再生制动效果,取代机械制动装置,实现更精确和更稳定的控制且减轻司钻的体力负荷.自动送钻装置也在不断发展,通过应用自动送钻装置和优化钻井工艺,在某些地区可提高钻井效率达30%.目前通过与各种传感器、计算机和数据采集系统一起使用,先进的自动送钻装置能够连续的同时监控多项钻井参数,包括钻压、机械钻速、扭矩和压差
2关于石油钻井自动化关键技术的系统剖析钻井及其设备逐渐朝着自动化、智能化的方向发展,其实现了钻机作业的自动化的控制,满足了钻井工业的综合效益的提升.随着国际局势的不断推动,科学技术的不断发展,其石油钻井自动化关键技术不断得到更新,以Westinghouse公司的石油技术发展为例,它实现了石油钻井循序系统、固控系统等的不断深化.全自动监控密闭循环一净化系统的发展,井控一防喷及应急系统的更新,井口装置、防喷器组、电液井控、节流管汇系统,顶驱系统等的深化发展.20世纪70年代Brown公司开发了电驱水龙头,现在以美Varco公司生产的TDS系列为最好；信息与数据采集、处理、决策、贮存、传输、通讯、管理等功能的软硬件装备；海洋,半潜式/浮式钻井平台及其专用装备.钻具、管具、钻头等的相应进展.
自动化石油钻机实现了其自动化钻机系统的不断发展,应对了石油钻机系统的智能化、自动化的形势.其具备良好的经济性能、具备良好的先进性、可靠性、适应性,满足了世界经济发展的潮流.其主要的自动化钻机设备有,德国Prostar-2000型自动化钻机,美国NSCO及Apache、Pool等公司生产的A10-32型等自动化钻机；英国S&R公司生产的RD-D型自动化钻机；挪威、法国等也研制了中深井用自动化钻机；我国宝石厂生产的ZJ70、ZJ90钻机及广汉生产的钻机也都在向自动化钻机进展.
随着全球经济的不断发展,地质导向钻井技术、随钻测量技术不断得到发展,其实现了随钻无线测量运输模式的更新,确保了随着测量系统的不断健全.其无线传输方法分为两个部分,分别是电磁波法.泥浆脉冲法,这几年来,这两种方法取得了一些进步,但是依然存在一些缺点,比如其传输速率低、传输参数数目少等的特点.从20世纪90年代中期起,相继研发应用了LWD、PWD、IWD、NRWD等,形成了随钻地质导向钻井和随钻工程服务技术,适应了复杂地质与环境条件下钻复杂结构井、特殊工艺井实时处理井下复杂情况和不确定性难题,以及实时控制三维井身轨迹入窗中靶等高难技术的要求.而SWD还能探测钻头前方地层参数,起到了“车前灯、探照灯”作用.
随钻测控制传贮技术和旋转导向钻井技术也得到了广泛的应用,而别是对自动垂直旋转钻井系统的应用,这满足了石油钻井工程的内部各个环节的有效协调,促进了石油钻井工程建设的稳定发展,有利于石油钻井建设的综合效益的提升.90年代中期,斯伦贝谢等多家大公司先后研究成功了PD等系列RST/RSS.RSS是人类继实现空间和水域制导技术之后的又一个重要里程碑”.21世纪国际上又提出了“PV”等钻垂直井工具.RSS还成功地应用于小尺寸油管（98.4～114mm）的过油管侧钻和套管钻进.在此过程中,电子智能钻柱技术也得到了极大的发展,其满足了工程施工的铜导线输送电能环节的需要,实现了对硬件用电量的有效控制,有利于其输电功率的有效控制,满足了石油钻井工程建设的需要.智能钻柱的数据传输速率可达104bDs、105bps和106bps,最大已达1.56×106bps.智能油管用光纤为主.智能钻柱系统在井下采用分布式传感器短节,将微处理器分别安装在传感器内部,然后通过耦合元件将微处理器信号耦合到电力线上,从而传输到地面传感器.
在石油钻井行业的发展过程中,实时闭环钻进系统及其软件系统也随着石油自动化技术的发展,得到了健全,其实现了工作程序的稳定运行.信息、网络与远程自动化钻井,信息技术和网络技术以及通信技术是自动化钻井的重要组成部分,这些环节的应用实现了远程自动化钻井作业.
结语
石油钻井工业的综合效益的提升,离不开对石油钻井自动化关键技术的深化应用,这需要需要我们继续在该领域深入研究,以应对石油工业的蓬勃发展.