一鍵式人機交互7000米自動化鉆機。西南油氣田公司供圖

　　截至12月10日，我國首套一鍵式人機交互7000米自動化鉆機投入工業(yè)性試驗達100天，各項參數(shù)達標，安全平穩(wěn)運行。

　　12月1日，一鍵式人機交互自動化鉆機承鉆的首口井威204頁巖氣區(qū)塊H62-4號井告捷，順利鉆至5320米，較目標周期提前6.78天完鉆。

　　9月1日，我國首套一鍵式人機交互7000米自動化鉆機，在四川長寧—威遠國家級頁巖氣示范區(qū)，中國石油川慶鉆探公司威204H62平臺正式投入工業(yè)性試驗。

　　5月7日，由中國石油寶雞石油機械有限責任公司牽頭研制的國內首套一鍵式人機交互7000米自動化鉆機，順利通過出廠驗收，標志著我國成為全球少數(shù)可自主研制自動化鉆機的國家。

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　　歷時三年，創(chuàng)新引領，質的飛躍。

　　一鍵式人機交互7000米自動化鉆機作為國家科技攻關任務，依托中國石油重大科技專項《重大工程關鍵技術裝備研究與應用》，由寶石機械聯(lián)合川慶鉆探、工程院、渤海鉆探、管研院等單位共同研制完成。該鉆機創(chuàng)新設計理念，突破了一鍵式人機交互和獨立建立根等多項技術，更加高效、先進、安全，被譽為鉆井工程領域的“國之重器”。

　　目前，該鉆機已獲得10余項發(fā)明專利授權，形成了5大創(chuàng)新技術，研制了8套關鍵設備，開發(fā)了3套核心軟件，填補了“一鍵式人機交互”“獨立建立根”等國內空白。

　　一個按鈕控全程

　　鉆井工從“藍領”變“白領”

　　何為“一鍵式人機交互”？控制人員只需按下一個按鍵，就能實現(xiàn)鉆機多個設備的協(xié)同聯(lián)動和數(shù)據(jù)的實時交互，幫助鉆井工人高效完成復雜的作業(yè)任務，從繁重的體力勞動中解放出來。一個按鍵即可實現(xiàn)多個設備復合聯(lián)動、交叉運行、無縫銜接。

　　與常規(guī)鉆機相比，該鉆機在建立根過程中，鉆臺面和二層臺不再需要員工輔助工作，僅由司鉆一人控鍵就可完成從地面鉆桿輸送到立柱建成的所有步驟。

　　“本套鉆機是國內首臺具有獨立建立根和一鍵式人機交互智能控制的鉆機，核心部件和軟件是首次創(chuàng)新研發(fā)并具有完全自主知識產權?！敝袊蛯毷瘷C械國家研究中心智能控制研究所副所長楊雙業(yè)說，在鉆機研制過程中突破了多項技術瓶頸，通過機器人自動感知、精準定位、智能協(xié)同等技術，在井口區(qū)8平方米的范圍內整合了11種設備的360余個動作，實現(xiàn)了并行自動化作業(yè)，有效提升了操作效率。

　　除此之外，該鉆機還具備“三高一優(yōu)三降低”的顯著特點。

　　自動程度高，配備6套機器人，關鍵作業(yè)流程及井口輔助操作全面自動化，大幅減少井隊人員配置；安全水平高，具有動態(tài)防碰管理、司鉆輔助操作、鉆機無線遙控起放等功能，實現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場本質安全；作業(yè)效率高，建立根、甩鉆具與鉆進同步進行，將以往多組串聯(lián)作業(yè)變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè)，有效縮短鉆井時間；操控性能優(yōu)，只需1名控制人員在恒溫控制室內，就能控制鉆機運行，實現(xiàn)“一個按鈕控全程”，讓鉆井工人從“藍領”變?yōu)椤鞍最I”。

　　據(jù)悉，該鉆機于2018年研發(fā)，2020年11月完成樣機制造并進行廠內試驗，今年5月7日順利通過出廠驗收，9月1日在威204H62平臺正式進入工業(yè)化試驗階段。

　　多項紀錄解難題

　　突破“傳統(tǒng)模式”的創(chuàng)新成果

　　在過去的100天里，一鍵式人機交互7000米自動化鉆機除了安全平穩(wěn)運行外，還取得多項亮眼成績。

　　降本減負——井隊人員配備20人量級，相比標準人員配置降低1/3以上；與常規(guī)鉆機相比，鉆井工人重體力勞動降低90%；與進口自動化鉆機相比，采購成本降低1/3以上，實現(xiàn)鉆井作業(yè)“省人、省心、省力、省時、省錢”目標。

　　提質增效——該鉆機在威204H62-4井共取得“三開一趟”最深、機械鉆速最快、水平段井段最長、旋導鉆進周期最短和儲層鉆遇率、靶體鉆遇率100%等多項紀錄。

　　“目前這套鉆機在現(xiàn)場實驗過程中，各項性能指標均達到了設計要求，參數(shù)與設備運轉正常，我們有信心用好這臺設備?！辈僮髟撱@機的中國石油川慶川東鉆探70262隊隊長賴青鵬信心滿滿，“一鍵式人機交互7000米自動化鉆機的工業(yè)化試驗階段的要求，是在年底前完鉆一到兩口井，我們有信心完成鉆完井任務?！?/span>

　　據(jù)了解，一鍵式人機交互7000米自動化鉆機在工業(yè)化試驗階段已完成6類16項試驗，各項功能和性能指標優(yōu)異，達到了設計預期。

　　數(shù)次升級提效益

　　打造可復制可推廣的“鮮活樣板”

　　威204H62平臺位于四川省內江市，是一口儲量豐富的高頁巖氣井，承鉆該井的正是一鍵式人機交互7000米自動化鉆機。該鉆機于今年7月進入井位安裝調試，在試運行過程中已經建立了187柱立根，平均每柱用時10分，單柱最快用時9分鐘。

　　據(jù)了解，該平臺已實現(xiàn)“2開1完”，已完成威204H62-4井鉆完井作業(yè)，目前在威204H62-3井進行三開作業(yè)，井深3460米，總共完成進尺8780米，試驗周期96.7天，預計本月25日左右完成整個試驗。

　　下一步，寶石機械公司將聯(lián)合川慶鉆探等參研單位，重點抓好現(xiàn)場應用試驗，優(yōu)化鉆機操控流程、各組件配置，促進轉化應用，把一鍵式人機交互7000米自動化鉆機打造成為我國鉆機自動化發(fā)展過程中的標志性成果，助推我國由鉆機制造大國向制造強國邁進。（人民網(wǎng)）

編輯：李雪彤