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1、國(guó)內(nèi)石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)現(xiàn)狀與建議摘要：石油資源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)的開(kāi)發(fā)，可以提升企業(yè)的自動(dòng)化水平。但是我國(guó)石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)仍然存在一定的不足Z處。本文主耍探究國(guó)內(nèi)石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及問(wèn)題，之后制定推動(dòng)其自動(dòng)化發(fā)展水平的建議。以往國(guó)內(nèi)石油企業(yè)可以明確分析自身發(fā)展態(tài)勢(shì)，以此來(lái)取代舊技術(shù)，研發(fā)新技術(shù)，引進(jìn)新方案。關(guān)鍵詞：石油鉆機(jī)；自動(dòng)化技術(shù)；現(xiàn)狀中圖分類(lèi)號(hào)：TE928文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-1069(2017)03-104-20引言石油是目前現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)最重要的資源，
2、石油鉆井技術(shù)是提取資源的重要手段。隨著科技的不斷發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于石油鉆井技術(shù)中，通過(guò)智能控制，提升了開(kāi)采效率［1］。但是在實(shí)際應(yīng)用中，石油鉆機(jī)的自動(dòng)化技術(shù)依然存在不足之處，因此，結(jié)合石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，制定可行性建議具有重要的意義。1石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1.1變頻傳動(dòng)技術(shù)及晶閘管整流傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用在石油鉆機(jī)技術(shù)的發(fā)展屮，電力拖動(dòng)技術(shù)已逐漸引入到機(jī)械設(shè)備屮，通過(guò)傳動(dòng)和調(diào)速的優(yōu)勢(shì)，迅速地占據(jù)了市場(chǎng)份額。在交流變頻鉆機(jī)的發(fā)展方面，西門(mén)子公司的S120系列變頻器成為鉆機(jī)的重要配置，國(guó)產(chǎn)電
3、機(jī)雖然可以發(fā)揮性能，但是由于受到信任程度以及技術(shù)優(yōu)勢(shì)的影響，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)電機(jī)難以推廣［2］。另外，根據(jù)交流鉆機(jī)傳動(dòng)方式的差異，可以分為多傳動(dòng)及單傳動(dòng)模式，多傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)和成本的優(yōu)勢(shì)，單傳動(dòng)具有兼容性和成本低的優(yōu)勢(shì)。在直流石油鉆機(jī)技術(shù)的發(fā)展屮，國(guó)內(nèi)的主耍技術(shù)是采用RossHILL公司的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，同時(shí)采用西門(mén)子公司的調(diào)速器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。可見(jiàn)，在國(guó)內(nèi)石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中，主要采用國(guó)外公司的技術(shù)，自主生產(chǎn)應(yīng)用能力相對(duì)較低。1.2動(dòng)力源發(fā)展現(xiàn)狀在石油鉆井技術(shù)的發(fā)展屮，冃前主耍是采取柴油發(fā)電機(jī)動(dòng)力方式，通過(guò)發(fā)電控制電網(wǎng)，并
4、且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)絞車(chē)以及輔助系統(tǒng)的供電。在技術(shù)的應(yīng)用中，通過(guò)數(shù)字以及模擬發(fā)電機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行模式，在目前的柴油發(fā)電機(jī)技術(shù)屮，主要是運(yùn)用美國(guó)CAT公司的產(chǎn)品，而在配套設(shè)備的應(yīng)用方面，主要是采用中國(guó)石油集團(tuán)開(kāi)發(fā)的輔助設(shè)備。在資源豐富的地區(qū)，部分油田已經(jīng)采用了燃?xì)鈾C(jī)組的工作方式，但是對(duì)于負(fù)載較重的工程，則無(wú)法滿(mǎn)足電力需求。針對(duì)這種現(xiàn)象，石油企業(yè)研制出燃?xì)馀c柴油混合動(dòng)力的機(jī)組，其可以根據(jù)工程的實(shí)際情況來(lái)設(shè)置比例，目前尚且處于試驗(yàn)中，具有較高的應(yīng)用價(jià)值［3］。另外，在電網(wǎng)較為便利的地區(qū)，可以利用曹勇變壓器實(shí)現(xiàn)電源
5、的接入。但是由于該設(shè)備會(huì)增加無(wú)功功率，影響電網(wǎng)質(zhì)量，因而需耍設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)進(jìn)行調(diào)整，提升鉆井技術(shù)的可行性及可靠性。1.3PLC技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展及應(yīng)用，PLC技術(shù)已經(jīng)逐漸成為鉆機(jī)技術(shù)的核心控制部分。在我國(guó)鉆機(jī)的控制系統(tǒng)中，目前主要采用西門(mén)子S7-300控制器，并且會(huì)采用備用設(shè)備來(lái)輔助生產(chǎn)。在控制器出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過(guò)切換的方式來(lái)選擇備用方案。但是由于啟動(dòng)過(guò)程容易造成停機(jī)，因而仍然需耍改進(jìn)。針對(duì)這種現(xiàn)象，S7400H的開(kāi)發(fā)，己經(jīng)轉(zhuǎn)件取代來(lái)原有的系統(tǒng)。該系統(tǒng)中存在2套處理器，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換
6、，從而提升了工作效率。另外，在通信及操作中，Profibus通信技術(shù)以及光線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于鉆機(jī)技術(shù)中，提升了設(shè)備的集成化水平。1.4自動(dòng)化工具的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展中，隨著石油公司的耍求不斷提升，HSE要求已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，石油企業(yè)紛紛研制自身的產(chǎn)品，其主要以輸送設(shè)備以及動(dòng)力貓道等產(chǎn)品為主。自動(dòng)化工具的應(yīng)用，提升了企業(yè)的自動(dòng)化水平。1.5電機(jī)直驅(qū)方式以及自動(dòng)化功能現(xiàn)狀隨著石油鉆機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)直驅(qū)方式由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及體積小等特點(diǎn)，已經(jīng)逐漸應(yīng)用于鉆機(jī)中。隨著石油公司的科研，直驅(qū)鉆井
7、泵以及頂驅(qū)已經(jīng)應(yīng)用于鉆機(jī)技術(shù)中，且已經(jīng)逐漸開(kāi)發(fā)出核心部分的永磁電機(jī)。在自動(dòng)化功能的開(kāi)發(fā)中，隨著PLC技術(shù)的應(yīng)用，自動(dòng)送鉆、扭矩限定以及電氣液的聯(lián)動(dòng)功能已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)鉆機(jī)的速度、壓力及流量等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，提升了系?y的整體口動(dòng)化性能。2發(fā)展問(wèn)題剖析在我國(guó)石油鉆機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的開(kāi)發(fā)中，目前尚且存在較多的問(wèn)題，其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①缺乏規(guī)劃。在技術(shù)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，通常會(huì)采用第三方設(shè)備進(jìn)行輔助生產(chǎn)，但是由于接口以及尺寸存在差異，導(dǎo)致存在不兼容問(wèn)題。②電機(jī)功率不匹配。主要是由于在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，無(wú)法實(shí)現(xiàn)
8、電機(jī)的功率合理化。如在F1600鉆井泵組的工作屮，功率需求為1200kW,但是冃前我國(guó)僅僅運(yùn)用2臺(tái)800RW的電機(jī)帶動(dòng)，造成功率存在不兀配的現(xiàn)象。③缺乏一體化電機(jī)。在石油鉆井技術(shù)中，嚴(yán)格地限制絞車(chē)以及鉆井泵的體積，但是在電機(jī)的設(shè)計(jì)方血并不嚴(yán)格，無(wú)法實(shí)現(xiàn)電機(jī)的一體化。④缺乏安全等級(jí)高的電機(jī)。在石油鉆井作業(yè)中，部分環(huán)境屬于海洋以及惡劣環(huán)境，電氣設(shè)備需耍在露天的環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)，國(guó)家對(duì)設(shè)備的安全等級(jí)需求為I
