1、石油钻井自动化关键技术的应用方案【摘要】钻井智能化以及信息化技术的应用是我国现阶段石油钻井的技术中现代化的工作程度衡量的标准。且当今时代科学技术不断发展的同时，各类石油钻井的自动化关键技术亦取得逐步发展。基于此基础上，本文对石油钻井自动化关键技术的应用方案进行分析研究，以期为同行业人士提供一定技术参考。 【关键词】石油钻井，自动化，关键技术，应用，方案 1.前言 当今社会科学技术不断发展的同时，广泛运用井下指导以及交流系统、井下信息的实测技术。各企业更加重视由信息化以及机械化所构成的各类石油钻井的自动化关键技术，与此同时在工作中促使系统的一套工作流程及理论体系有效形成。此外，IT 行业不断的前
2、进，其技术朝着复杂化以及综合化发展，这亦将更广阔的一个市场前景提供给钻井技术。2.石油钻井自动化关键技术的应用方案 2.1 装备以及钻机自动化与智能化的应用。首先为自动给进的运用，自动送钻的第一个技术专利是 1935 年在国外诞生，此亦表明石油钻探的技术往信息化的时期进入。且 1940-1950 年之间不断引进与应用新型设备与钻井技术，该类设备与技术是以启动液压动力的控制与系统、送钻控制为主，将合理的一些技术条件提供给石油企业不断的发展与应用；其次为刹车系统的应用。近些年来各类机械技术取得不断完善的同时刹车系统亦逐步形成新型电磁控制的功能以及应用模式，该功能与模式以离合片以及具有比例方面要求的
3、那些电磁刹车作为主要部分。且于井下堪钻过程中将系统工作流程有效实现。再次为在应用井口的铁钻工的过程当中逐步的往系统化的工作模式迈入，工作时逐步将进出一体化工作的模式逐步实现。最后循环系统中一固控的系统将可靠且良好的一些技术依据提供给工作模式以及流程的全自动的监控以及循环净化，与此同时亦使企业不断进步和发展。 石油钻井中自动化的石油钻井属于综合性的钻井设备之一，其集自动化、信息化以及智能化为一体，具有较强的可靠性、完整性以及先进性，可同环境之间形成统一且整体的要求以及指导模式。从当前社会发展来说中国广汉所产的钻机与宝石厂所产的 ZJ90 和 ZJ70 钻机逐步走向自动化；法国与挪威等亦对中深井用
4、的自动化的钻机进行研制；而英国的 S&R 公司亦产出钻深为 6100m 的 RD-D 型的自动化钻机；且美国Pool、Apache、NSCO 等公司产出钻深为 6100m 的 A10-32 型的自动化钻机；与此同时德国亦产出钻深为 7000m 的 ProStar-2000 型的自动化钻机。 2.2 石油钻井中随钻检测的技术的应用。钻井往智能化以及自动化迈进的关键技术以及重要环节为随钻检测的技术，其将钻井的单项技术、测井、录井所具有的局限性突破，亦将原有行业中的界限打破，促使新行业以及新技术体系形成。当前随钻测控的技术正逐步靠近于钻井的智能化以及自动化目标，而完美结合随钻测量以及控制是其未来发展
5、的目标，将随意打以及看着打的目标真正实现。 近些年来随测控制的技术应用主要方法与手段为深入总结以及分析旋转导向的钻井技术、随钻氘-氘补偿的中子测井仪的研发、电磁波 MWD的无线随钻的测量仪、电磁波的电阻率仪器不断的研制、自动垂直的钻井技术、近钻头地质的导向系统。召开随钻测控的技术发展的研讨会属于崭新的一个起点以及重要的一个标志，其对于技术的影响力方面提升以及技术发展的新局面的开创方面作用重大。此次会议将未来发展的思路以及方向进一步的明确，将科技人员工作劲头以及创新热情极大激发，且将随钻测控新一轮的创新热潮掀起。 MWD 在 1979 年的时候首次应用，其是将井下参数传输的方法与钻后的有线测量方
6、法往随钻的无线测量与传输方法的方向转变，在石油钻井中重大的一个进步为随钻测量。电磁波法与泥浆的脉冲法是主要的无线传输的方法，然而其具有循环流体的性能受限、传输距离较小、传输速率较低、传输参数的数目少等缺点存在。在上个世纪九十年代的中期以后逐步应用 NRWD、IWD、PWD、LWD，促使随钻工程的服务技术以及随钻地质的导向钻井技术形成，同复杂环境、地质条件之下钻特殊的工艺井、复杂的结构井实时的处理井下不确定性的难题以及复杂情况相适应，且同三维井身的轨迹入窗中靶高难的技术等要求相符合。SWD 亦可对钻头前方的地层参数进行探测，其探照灯与车前灯的作用较强。 石油钻井中随钻测控的技术属于综合性的技术之
7、一，其涉及了自动化、油藏地质、录井、测井等众多学科和领域。而为了使随钻测控的技术更好的发挥作用，要对先进、前沿的技术进行积极探索，将石油工程中迫切需要解决的一些技术攻克，将自主创新以及科技进步当作发展方式转变的主攻方向以及动力，将技术攻关的力度切实加大，将技术精湛、作风过硬的技术团队打造出来，将核心技术的实力全面提升，确保油气勘探的建设与开发。 2.3 石油钻井中旋转导向的钻井以及随钻测控的传贮技术的应用。世界上首个 VDS 是德国在上个世纪九十年代首先研究以及成功应用。Slh 等众多大公司在上世纪九十年代中期研究成功 PD 等系列 RSS/RST。继水域制导的技术以及空间技术之后又一个非常重
8、要的里程碑为 RSS。国际上在21 世纪又将 PV 等对垂直井进行钻探的工具有效提出。在 98.4-114mm 的小尺寸的油管中套管钻进以及过油管的侧钻中广泛成功应用 RSS。 2.4 石油钻井中电子或智能钻柱的技术的应用。在美国 Grant 的公司研制出智能钻杆用的铜导线的输送电能之后可按照井下硬件所需电能大小要求将输电功率大小确定。106bps、105bps、104bps 是智能钻柱中数据传输的速率，1.56*106bpS 是可达到的最高速率。光纤是智能油管主要采用的部分。分布式的传感器短节是井下智能钻柱的系统主要采用的部分，在传感器的内部分别安装微处理器，之后采用耦合元件把微处理器的信号
9、在电力线上耦合，进而往地面的传感器传输。传输的直流电是该系统主要采用的部分，例如井下的硬件需要的交流电可将逆变器 AC/DC增设到井下的硬件上。 2.5 石油钻井中自动化以及信息化技术的应用。在自动化的钻井中重要的部分为通信技术、网络技术、信息技术。在 2004 年的 11 月人类首次实现远程的自动化的钻井作业。人类往 21 世纪迈入时石油的钻井系统由科学化以及机械化的钻井阶段往半自动化亦或是自动化的阶段迈进。 3.结束语 对石油钻井的自动化的关键技术进行深化以及应用可有效提升该工业综合的效益，而这需要我们深入研究该领域，也就是说在着眼前沿的同时加大自主创新的力度，将随钻测控技术的基本规律与趋势走向认真把握，在突破关键技术的同时将核心技术的实力大力提升，进而促进石油工业未来的发展。
