玻璃鋼工業(yè)設(shè)計(jì)與工程技術(shù)設(shè)計(jì)的銜接

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隨著人類社會(huì)的進(jìn)步和全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界各國對于石油資源的需求也變得越來越大，石油資源卻在日趨減少，再加上油氣田開發(fā)的難度不斷增大，鉆井工程領(lǐng)域同樣如此，從而促進(jìn)了石油鉆機(jī)技術(shù)的加速發(fā)展。近代以來，日新月異的計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，海洋石油模塊化鉆機(jī)也不例外，由于計(jì)算技術(shù)的參與，海洋石油鉆機(jī)領(lǐng)域的自動(dòng)化程度得到很大提高。但是，自動(dòng)化技術(shù)在海洋石油模塊化鉆機(jī)行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用中還不夠完善，存在許多問題，需要我們在實(shí)踐中不斷探索的改進(jìn)，進(jìn)一步推動(dòng)海洋石油鉆機(jī)模塊技術(shù)的發(fā)展。本文著重介紹海洋模塊石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，重點(diǎn)分析自動(dòng)化技術(shù)在海洋石油模塊鉆機(jī)實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，根據(jù)現(xiàn)場問題提出相對應(yīng)的解決方法。最后介紹了海洋石油鉆機(jī)模塊未來的發(fā)展方向，以供參考。

模塊鉆機(jī)

模塊化鉆機(jī)就是將石油鉆機(jī)按照模塊化功能和安裝便捷的要求分別安裝在不同的底座上，使得石油鉆機(jī)的運(yùn)輸和安拆更加高效快捷。模塊化鉆機(jī)以其高度的集成化和便捷化優(yōu)勢得到快速推廣，加速了海洋石油鉆井領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步。尤其是與移運(yùn)式鉆機(jī)相比，它的安拆、運(yùn)輸和操作方面的優(yōu)勢體現(xiàn)的更加明顯，模塊化鉆機(jī)除了移運(yùn)上稍遜移運(yùn)式鉆機(jī)外，它在適應(yīng)環(huán)境、鉆井性能以及機(jī)動(dòng)靈活方面更是無可比擬。除此之外，而模塊鉆機(jī)不需要使用柴油機(jī)，這就使得模塊鉆機(jī)的性價(jià)比更高。

模塊化鉆機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀

模塊化鉆機(jī)技術(shù)在美國、加拿大等國相對較為成熟，而行業(yè)曲線linkindustryappraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2020.06.022可替代度影響力可實(shí)現(xiàn)度行業(yè)關(guān)聯(lián)度真實(shí)度我們國家由于早期技術(shù)落后、科技發(fā)展緩慢，使得該技術(shù)起步較晚。20世紀(jì)末，國內(nèi)首個(gè)撬裝模塊化鉆機(jī)開始研制并得到成功應(yīng)用，進(jìn)而得到諸多企業(yè)的青瞇和信賴，加速了我國模塊化鉆機(jī)技術(shù)的進(jìn)步。目前，國內(nèi)已有許多企業(yè)從事模塊化鉆機(jī)的設(shè)計(jì)和制造，且其各項(xiàng)技術(shù)已較為成熟和完善，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國內(nèi)外領(lǐng)先水平，國內(nèi)生產(chǎn)的鉆機(jī)模塊設(shè)備不僅布局合理、占地小、模塊化程度高，還具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理和運(yùn)輸單元小。所以，不但在各大油田得到廣泛應(yīng)用，而且也遠(yuǎn)銷國外。當(dāng)前，雖然海洋石油模塊鉆機(jī)的應(yīng)用相當(dāng)普遍，然而鉆機(jī)的集成化和模塊化程度有所差異，各企業(yè)所遵循的宗旨也不盡相同。海洋模塊鉆機(jī)是由許多子系統(tǒng)構(gòu)成的，不同的子系統(tǒng)其功能也不同，主要有控制系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、防噴器系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)等。其中，海洋石油鉆機(jī)模塊主要由鉆井設(shè)備模塊、鉆井服務(wù)模塊和材料儲存模塊等模塊組成。它們一般都是在生產(chǎn)地完成制造，然后運(yùn)輸至貨運(yùn)輪船運(yùn)送至海洋鉆井平臺進(jìn)行安裝，極大地縮短了建井時(shí)間，提高了作業(yè)效率。

自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用存在的問題

雖然海洋石油模塊鉆機(jī)技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，但是由于技術(shù)和行業(yè)發(fā)展的狀況，目前還存在以下問題：（1）核心技術(shù)的創(chuàng)新能力不足，模塊鉆機(jī)的自動(dòng)化程度不夠，尤其是某些特定的技術(shù)發(fā)展不夠完善，自主研發(fā)深度不夠，與國外發(fā)達(dá)國家還存在一定的差距；（2）海洋石油模塊鉆機(jī)技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)薄弱，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化體系不夠健全；（3）自動(dòng)化技術(shù)在模塊化鉆機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用較晚;（4）對于新設(shè)備、新材料、新工藝、新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用缺少資金和人才的支持；（5）我國傳統(tǒng)的石油鉆機(jī)主要是以數(shù)字一體化技術(shù)為主，要實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化鉆機(jī)就必須充分結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及人工智能控制技術(shù)等技術(shù)體系。目前國內(nèi)的鉆機(jī)智能化程度與國外還存在一定的差距；（6）各種機(jī)械設(shè)備和工具不夠健全；（7）目前國內(nèi)應(yīng)用較多的還是常規(guī)鉆機(jī)，對于一般的環(huán)境都能適應(yīng)，但是對于氣候非常嚴(yán)寒的地區(qū)以及井況異常復(fù)雜的地區(qū)，常規(guī)的鉆機(jī)難以滿足要求，還必須進(jìn)行有針對性的研究和實(shí)驗(yàn)。

海洋石油模塊鉆機(jī)自動(dòng)化的應(yīng)用

隨著我國改革開放的力度不斷加強(qiáng)，我國的綜合實(shí)力在不斷增強(qiáng)，國內(nèi)外各行業(yè)交流的機(jī)會(huì)也在不斷增多，企業(yè)之間的交流和合作也是日益增多，這不僅在技術(shù)上為海洋石油模塊鉆機(jī)的發(fā)展創(chuàng)造了良好條件，而且也為海洋石油模塊鉆機(jī)與其他領(lǐng)域的合作帶來了機(jī)遇。我國的海上石油資源十分豐富，發(fā)展空間非常寬廣，在與國外企業(yè)交流與合作的過程中，認(rèn)清本身的技術(shù)落后和人才短缺的不足之處，積極吸收國外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，以人之長補(bǔ)己之短，努力提升企業(yè)的核心競爭力。同時(shí)，需要結(jié)合國內(nèi)海洋油田的實(shí)際情況，密切關(guān)注鉆機(jī)模塊最新動(dòng)態(tài)，圍繞“四新”技術(shù)，研發(fā)出相適應(yīng)的高度智能化的石油模塊鉆機(jī)，盡可能縮短差距?？梢詮囊韵聨c(diǎn)措施進(jìn)行：（1）加強(qiáng)科技研發(fā)的投入，結(jié)合國內(nèi)海洋鉆井的現(xiàn)場實(shí)際，在保護(hù)環(huán)境的前提下，發(fā)展大型海洋石油鉆井設(shè)備，努力提升我國在海洋石油模塊鉆機(jī)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)水平，加強(qiáng)交流與協(xié)作，不斷推出競爭力較強(qiáng)的新設(shè)備和新產(chǎn)品；（2）為鉆機(jī)配備先進(jìn)的配套設(shè)備，加快推出安全、高效、性能穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高的鉆機(jī)，制造出具有國際競爭力的智能鉆機(jī)模塊；（3）根據(jù)不同的運(yùn)輸要求、環(huán)境和井型的實(shí)際情況，開發(fā)出具有多元化、人性化和個(gè)性化的模塊鉆機(jī)系列和產(chǎn)品；（4）依據(jù)深井井況的特殊要求，采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)元素，力爭掌握關(guān)鍵技術(shù)，不斷推陳出新，加強(qiáng)合作與交流，進(jìn)一步提升鉆機(jī)的安全性、安拆性和移運(yùn)性等綜合性能；（5）在研發(fā)前做好前期技術(shù)儲備工作，提前開展小型設(shè)備的創(chuàng)新研究，比如套管鉆機(jī)、連續(xù)油管鉆機(jī)和不壓井作業(yè)設(shè)備等，在不斷創(chuàng)新和試驗(yàn)中，認(rèn)真總結(jié)分析，積累經(jīng)驗(yàn)，時(shí)刻關(guān)注海洋石油超深井和煤層氣等特殊情況的發(fā)展動(dòng)態(tài)，為大型設(shè)備的研發(fā)奠定基礎(chǔ)；（6）積極推進(jìn)鉆機(jī)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)，利用我國機(jī)械制造的優(yōu)勢將鉆機(jī)產(chǎn)品做到精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化，提高鉆機(jī)產(chǎn)品的性價(jià)比；（7）以高起點(diǎn)進(jìn)行開發(fā)鉆機(jī)的自動(dòng)化配套設(shè)備，不斷改進(jìn)和完善實(shí)踐過程中的問題與缺陷，以高度集成化、高度智能化和高性價(jià)比的產(chǎn)品，引導(dǎo)國內(nèi)外海洋石油鉆采市場的消費(fèi)。

海洋石油模塊化鉆機(jī)的發(fā)展方向

海洋石油模塊鉆機(jī)的發(fā)展趨勢必將是高度機(jī)械化、整體化、自動(dòng)化及智能化的方向，在鉆機(jī)的整體化進(jìn)程中，各種監(jiān)測儀器、儀表及輔助設(shè)施會(huì)更加精密，然后利用網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸、分析和共享，實(shí)現(xiàn)集中化控制，更加促進(jìn)了海洋石油模塊化鉆機(jī)的一體化、自動(dòng)化和智能化程度，不僅大大提高鉆機(jī)的作業(yè)效率，還大幅降低了作業(yè)成本。與此同時(shí)，更加注重鉆機(jī)模塊的移運(yùn)性能，高層次的模塊化設(shè)計(jì)會(huì)大大提高鉆機(jī)模塊的移運(yùn)速度，高度集成化也必將大幅降低鉆機(jī)模塊的移運(yùn)成本，進(jìn)而使得鉆井模塊的安裝和拆卸更加便捷和高效。最后，考慮保護(hù)生態(tài)環(huán)境的情況，未來海洋石油鉆機(jī)模塊的發(fā)展趨勢必然是電力驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)模塊。

結(jié)語

綜上所述，我國的海洋石油模塊鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景，但是也存在許多問題，與西方發(fā)達(dá)國家相比還有一定的差距。所以，我們應(yīng)加大創(chuàng)新與研發(fā)力度，吸收國外先進(jìn)技術(shù)為我所用，認(rèn)真總結(jié)和積累相關(guān)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過加大投入、市場導(dǎo)向、持續(xù)的改革創(chuàng)新和跨越式發(fā)展不斷提高我國的海洋石油模塊鉆機(jī)的自動(dòng)化水平，提升我國的科技核心競爭力。

作者：張冬明 單位：中海油田服務(wù)股份有限公司