中国首套“一键式”人机交互7 000 m自动化钻机顺利完成工业化试验百天

2021年12月10日，中国首套“一键式”人机交互7 000 m自动化钻机在四川长宁—威远国家级页岩气示范区投入工业性试验达到100 d，运行良好，各项参数达标。该钻机是目前我国石油行业自主研发的最先进钻机，自2021年9月1日在中国石油集团川庆钻探公司威204H62平台投入工业性试验以来，中国油气钻井正式步入“一键式”操作时代。

在威204H62-3井上，动力猫道、扶管机械手、提管机械手、排管机械手……这些看似复杂的机械设备在司钻的“一键式”操作下神奇的开始复合联动、交叉运行、无缝衔接。“一键式”钻机通过机器人自动感知、精准定位、智能协同等技术，在井口区8 m2范围内整合11种设备的360余个动作，实现了并行自动化作业，帮助钻井工人高效完成复杂的作业任务。

自2018年开始，中国石油集团宝石机械、川庆钻探、工程技术研究院等单位联合持续攻克多项“卡脖子”技术瓶颈。数10种方案、30多个计算模型、近万张草图、10万行代码、出厂前的8 000 m钻具测试等，历经3年艰苦研发，我国首套具有自主知识产权的“一键式”人机交互7 000 m自动化钻机得以“破壳而出”。2021年5月7日，钻机顺利通过出厂验收，标志着我国成为全球少数可自主研制自动化钻机的国家。

截至2021年12月10日，该钻机已安全运行100 d。随着第二口试验井的完钻，这台钻机将结束工业化试验，意味着此类型钻机将在石油行业中大显身手，助推我国由钻机制造大国向制造强国迈进。

该钻机在此次的现场试验中体现了“三高一优三降低”的显著特点，已创造4项钻井纪录。

三高：

自动程度高。配备6套机器人，关键作业流程及井口辅助操作全面自动化，大幅减少井队人员配置。

安全性高。具有动态防碰管理、司钻辅助操作、钻机无线遥控起放等功能，实现作业现场本质安全。

作业效率高。组立根、甩钻具与钻进同步进行，将以往多组串联作业变为并行作业，有效缩短钻井时间。

一优：

操控性能优。只需1名控制人员在恒温控制室内就能控制钻机运行，实现“一个按钮控全程”。

三降低：

井队人员仅需配备20人，相比标准人员配置降低1/3以上。

与常规钻机相比，钻井工人重体力劳动率降低90%。

与进口同类自动化钻机相比，采购成本降低1/3以上。

创造4项钻井纪录：

威远区块上倾井水平段最长纪录2 200 m，与历史最好水平相比，增加段长10%左右。

威远204区块三开最快机械钻速达到每小时11.43 m，提速7.12%。

威远区块三开一趟钻进尺最长纪录2 580 m，增长7.19%。

威远204区块最快旋转导向钻进周期13.04 d，缩短周期7.14%。

一直以来，石油钻机是打开地下油气通道的核心装备，其技术先进性直接决定着勘探开发的能力和水平。我国是石油钻机制造大国，该钻机的成功研制与应用使我国石油钻机由“作业机械化、操控多人化”发展为“流程自动化、操控一键化”，打造了国家钻井工程领域的“国之重器”，提升国产钻机的竞争力和话语权。应用该钻机承钻的首口井钻井周期、储层钻遇率、靶体钻遇率等多项数据上创造了纪录，有效提升了油气勘探开发的作业效率及安全性。

中国工程院院士孙金声认为，该钻机使钻井工人从原来干蓝领的活到现在干白领的活，可以大幅度降低劳动强度，提升我国石油钻采装备的国际竞争力，对推动我国石油钻机向自动化、智能化方向发展，对提高工程技术服务水平具有重要意义。