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石化机械“推扶式”钻井机器人首次实现工业应用

    7月28日,在四川宜宾珙县,石化机械四机公司依托中原工程公司ZJ70D自动化钻机研发的以“推扶式”钻井机器人为核心的管柱处理系统,在中石油长宁H29号作业平台首次实现工业应用。

    钻机自动化技术与装备最早应用于海洋钻井平台。近年来,国外知名公司升级相继开发了系列陆地自动化钻机技术,国内也掀起钻修装备机械化、自动化热潮。钻修装备自动化水平的提高,可以减轻操作人员的劳动强度,让操作更安全,施工质量效益也得以提高。随着公众越来越重视安全、健康和环保,自动化钻机需求也与日俱增。

    从2012年开始,石油机械四机公司开展自动化钻修装备技术研发。“我们首先要解决的,是如何实现管柱从地面至井口之间安全、高效双向输送。”石化机械四机公司技术中心主任徐军表示,他们充分借鉴国外经验,利用“动力猫道”实现管柱从排管区与钻台面间的双向输送,再利用缓冲机械手配合游吊系统实现管柱从钻台坡道口与井口或小鼠洞间的双向输送。由于安装方便,装备改造成本低,并兼容人工作业模式等特点,市场接受程度高,目前已实现产业化发展,14台(套)在大庆油田、辽河油田、中原油田等国内油气田得到广泛应用,并出口到阿尔及利亚、印度、伊拉克等国家和地区。

    把管柱从地面自动输送到井口,只是万里长征走完了第一步。近年来,四机公司把研发重点瞄准大型钻机自动化平台。“7000米、9000米钻机主要用于超深井、特深井钻井作业,作业周期长,存在起下钻工作量大、操作人员劳动强度大、安全风险高等现实问题。”徐军表示,他们依托集团公司《钻机自动化升级改造》《管柱自动处理系统关键装备研制》等项目,以ZJ70、ZJ90电驱钻机主机为基础,配套管柱处理系统、司钻集成控制系统等自动化设备,通过开展管柱自动输送、立根自动排放、井口自动化工具配套、集成控制等关键技术研究,研制了3种形式的管柱自动化处理系统,逐步掌握了钻机管柱自动化处理与集成控制等核心技术,具备了新制钻机成套与在役钻机升级改造能力。

    在中石油长宁H29号作业平台,通过前期的现场调试与整改工作,ZJ70D自动化钻机整套系统具备了作业能力,满足了二层台无人化、管柱输送区和井口区域少人化的作业要求。

    随着国内各油田公司对在役设备的自动化改造需求日益增加,钻修井装备自动化展现良好发展前景。徐军表示,他们今年将抓紧完成ZJ70D自动化钻机性能优化,积极推进钻机自动化升级改造批量化推广应用,加强核心技术与关键装备研发,从常规自动化钻机向高端自动化钻机迈进。

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