浅谈机械自动化发展对钻井设备管理的影响

张雨晨

摘要：近些年来，自动化技术愈加成熟，其应用的范围也更加广泛，当前已应用于众多行业，也包括石油钻井行业。钻井设备自动化技术不断发展，也对钻井设备管理使用有了各方面的影响。本文针探究了石油钻井设备的自动化技术，对钻井平台设备管理使用有了各方面的影响。

关键词：机械;自动化;发展;影响

引言

石油钻井工业属于高危劳动密集型行业，同时作业方式也随着设备的不断发展进行着改进。随着钻井自动化进程的缓慢发展，越来越多的钻井承包商和各服务公司都已逐步认识到钻井自动化的潜在利益是巨大的，这些潜在利益包括更好的安全性、更高的钻井效率、更小的风险以及整体优化的钻井工艺。

1 机械自动化技术的基本概述

1.1 机械自动化技术的定义

机械自动化技术曾被美国机械工程师协会定义为，“由大型计算机信息网络系统进行控制和协调，帮助工业生产中完成机械力、运动、能量的动力学任务的机械系统”，由此可见机械自动化技术是指在电子控制的前提下，通过精密机械工程从而组合而成的产品。

1.2 机械自动化技术中的具体内容

机械自动化技术在应用中主要结合了机械技术、接口技术、电力电子技术、微电子技术、自动化控制技术、计算机技术、信息学技术、感应学技术、动力学技术、软件编程技术、信息转化技术等相应的具体技术，通过对这些技术的有机结合就可以在确定系统功能目标和组织结构目标的前提下，实现机械生产中特定产品的高质量生产。机械自动化技术和传统机械生产在根本上还具有一定的区别，机械自动化技术在生产过程中可以体现出充分的智能化特征，这些智能化特征即将上述的技术进行有机的融合，从而产生一种全新的综合性技术。在现代机械工业生产中应用机械自动化技术，可以在代替传统人工工作的基础上，保证工业生产中的工作质量和工作效率。

2 钻井机械自动化对钻井平台设备管理使用的影响

2.1 钻井设备操作的影响

有于钻井行业的本身高危特性、钻井过程情况多变和石油钻井设备机械自动化还处于初级阶段，有一定的自动化，主要还是为人工进行辅助。但通过机械自动化技术中的监视、自动报警、保护、诊断等相应的功能，能够有效防止在机械设备生产过程中出现人身安全事故，进而提高钻井生产中的安全性。由于钻井设备的自动化水平提高，很多原本需要人员进行的高危作业可以使用设备操作进行替代。自动化的设备使用能够减少一线操作工作人员数量和一线员工直接暴露在危险区域的时间，极大地提高了安全性。机械自动化中所提供各类报警数据也能够帮助设备操作人员及时了解设备情况和井下情况，从而提高钻井作业安全。机械自动化使钻井作业流畅性和稳定性极大提升，使钻井效率有了更高的水平。但机械自动化化的发展其实也对设备操作人员有了更高的要求：由于目前石油钻井设备操作系统主要使用的仍是国外的操作系统，要求了操作人员能够熟练掌握其钻井的各类数据、报警、设置和操作;由于很多人员动作转化为设备动作，要求了设备的稳定性，因此设备使用人员日常中需要对设备有足够的保养和基本检查，需要能够及时发现设备使用中的异常。因此操作人员的培训、培养也成了，钻井自动化的一部分。

2.2 鉆井设备检修的影响

机械自动化技术在应用中主要结合了机械技术、接口技术、电力电子技术、微电子技术、自动化控制技术、计算机技术、信息学技术、感应学技术、动力学技术、软件编程技术、信息转化技术等相应的具体技术，使设备故障处理更多的需要多部门配合。由于自动化设备使用技术的多样性，现场维修人员也许需要更多元的技能要求和更多的部门联合作业。由于自动化设备中大量各类型的传感器使用和自动化技术中的监视、自动报警、保护、诊断等相应的功能使部分设备故障问题能够迅速确认故障点，但机械设备的高自动化也体现在设备结构、控制系统、传感系统的复杂化，因此复杂的结构也使检修程序复杂化，例如一个固定的小故障可能需要很多的前置步骤;而一旦无法依靠依靠设备的监视、自动报警、保护、诊断等来迅速的确认故障点时，故障的排查过程将是漫长的。尤其是钻井作业的钻井设备工作环境恶劣、作业强度高、作业时间长且连续，因此高自动化的设备需要更严苛维护、保养、检查和故障预判。因此随着钻井设备自动化的推进，需要培养一批优秀的设备人员，对自动化设备的各方面都有足够的知识储备、拥有各类故障处理的经验储备、对设备设施能够了解实时状态。同时更需要建立健全设备的运转记录、日常检查、维护保养、作业程序等，以保障自动化设备的稳定性。

2.3 钻井设备后勤的影响

目前石油钻井行业的高端钻井设备尤其是高自动化的钻井设备主要还是以国外进口的为主要来源。因此自动化设备的更新购置的成本高，尤其是设备的零整比，导致设备维修备件的订购库存压力大，且现在部分的故障问题依赖配件。在配件成本高的同时，还面临着到货周期长的问题。同时因为自动化设备的复杂性导致配件的品类和数量都十分巨大，使材料库存的成本压力巨大。可能会出现：设备问题无法处理等待配件;部分配件需要储存但又可能长时间未使用，导致库存压力等问题。因此面对这样的问题：钻井设备需要统一化，减少单一存在的设备，建立战略共享;推进建立健全设备配件的原厂化清单;通用性配件的国产化替代;与国内钻井设备厂商进行战略合作等。

3 结语

钻井机械自动化是未来的发展趋势，自动化钻井设备拥有更高的作业效率、稳定性和安全性。但在自动化设备的发展过程中也对钻井设备操作、维修、材料等方面提出了更高的要求。因此钻井行业也需要根据相关的影响，制定措施，做好准备以应对钻井行业的设备自动化发展。

参考文献

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[2]石林，汪海阁，纪国栋.中石油钻井工程现状、挑战及发展趋势[J].天然气工业，2013 （10） ：1-10