海洋石油模块钻机自动化发展存在的问题及对策

巨鹏如(兰州兰石石油装备工程股份有限公司，甘肃 兰州 730000)

0 引言

在社会迅速发展的今天，人们对石油资源的需求量越来越大，同时，为保障国家能源安全，包括海洋石油都在不同程度加大开采力度。反观海洋模块钻机发展历程，近十多年的时间模块钻机适应水深越来越深，但技术创新缓慢。在智能制造的时代背景下，将其应用在提高钻机自动化发展，提高钻机智能化程度，加上技术的改进和创新，使海洋石油模块钻机的自动化发展水平越来越高。

1 模块钻机自动化存在的问题

海洋模块钻机通常由钻井设备模块(DES)、钻井支持模块(DSM)、散装灰罐模块(P-TANK)、钻井动力模块(GM)等组成。模块钻机的装备水平是海洋固定式平台先进性的重要体现，近些年海洋石油钻机的快速发展，形成了模块钻机系列化、国产化。模块钻机的灵活性和适应能力都比较高，并且国内成熟度高，布置已具规模，所以和其他技术相比，总体的性价比非常高。在近些年的发展中，随着人力成本的上升和安全意识的提高，以及人性化方面的重视，模块钻机自动化水平明显提高，国内很多家企业开始致力于设计研发各类自动化工具，汲取国外成熟经验的基础上因地制宜自主创新，已有很多项技术发展趋于成熟，诸如动力二层台、铁钻工、双司钻等自动化工具得以应用。国内的模块钻机发展越来越重视钻机的智能程度、工作效率、故障率和安全程度。虽然模块钻机总体上发展还算平稳，但是仍存在一些问题亟待解决：

第一是，海洋钻机技术的核心创造力不足，核心技术的竞争力和创造力是衡量一个国家科学技术发展水平的重要标准，技术创新不够，就无法进行根本上的改进和发展。我国的海洋钻机技术发展起步时间比较晚，国家对这方面的技术支持力度不够，在专业人才和资金上都比较匮乏，导致整体的技术发展水平偏低，基础较弱，各部分之间特别是水下设备，没有办法做到均衡全面发展，拉低了整体发展的进度。

第二是，海洋钻机自动化程度低，尽管这些年陆续展开一些自动化工具的应用，但并不是系统化应用，不能最大程度体现智能和集约，导致整体智能水平降低。某一部分的核心技术不完善，在自动化作业中就容易出现问题，总体上不提升研发力度和工业试用，就与国外发达国家的先进技术水平有一定的差距，所以，要加大在关键技术上的研发力度。

第三是，因为我国模块钻机技术发展起步晚，对模块钻机的智能化、轻量化研究不够，特别是海洋特殊工况下，轻量、盐雾腐蚀、结构强度、特殊材料、安全等技术。如果想要进一步进行研发，还需要在实践中不断探索，一方面吸取国外的先进经验为我所用，另一方面大胆尝试新技术、新工艺。

第四是，模块钻机技术的标准化体系仍不够完善，当前，我国常规钻机应用比较广，因为这种钻机造价不高，适应能力比较强，一般的环境都没有太大的问题，但在复杂条件下，就可能应付不来，还需要进行自主研发和创新。在标准化体系下，应该加强整体的体系完善，安排分配工作人员进行整体检查和监督，分配好各个部门的工作和任务，引进专业人才在技术研发领域，监管人员采取轮班制轮流监测安全和技术问题，打好基础才能进行接下来的创新，推进模块钻机的自动化发展。虽然我国在制造业上居于领先地位，但是核心技术的落后是不能忽视的问题，只有重视问题所在，加大力度进行解决分析，才有利于改变目前落后的局面。

2 石油模块自动化问题的对策

针对上文提出的石油模块钻机自动化面临的一些问题，下文将根据每个存在的问题试论解决方案，以供参考。

2.1 开发新产品

在认清我国先进技术水平与发达国家仍有一定差距后，要正视差距所在，关键是加大自主研发和创新力度，争取缩小这一差距。在汲取国外模块钻机技术的同时，也要自己进行自主研发，不断跟进技术水平。目前，我国的设备使用都停留在基础和初级阶段，想要提升技术发展水平，就要改进基础设备。申请资金和专业人才开发新型产品，引进国外的先进设备，将其技术应用到自身制造发展上来，目前，新开发的产品有直驱技术、管子处理系统、在线诊断等，应用于自动化发展。直驱技术具有较高的可靠性，不仅可以减少传动损耗，还可以提高整体的发电效率，技术的运行和维护的成本偏低，可以减少风力发电机组的零部件数量，与此同时，电网的接入性能也较高，能够持续维持电网稳定运行。在开发新产品时要对安全性能、可安拆性，以及是否方便运输都要做综合考量，只有整体都符合要求才算新产品开发取得成功，从而才会推动模块钻机自动化技术有进一步的发展。

2.2 加大研发力度

在技术研发领域，应该做好前期的准备工作，将各研发部门分工明确，权责统一，每个部门以及下属的每位工作人员都要明确并负责好自己的任务和工作，一旦进行深层次的技术研发，各部门均应保证自身的工作效率与质量，提升整体高效配合度。此外，在投入方面要加大力度，无论是专业性的技术人才，还是整体上所需要的资金，都要加大扶持力度。只有保证资金和人才到位，才能使接下来的研发工作得以有效开展，不然基础工作做不好，之后的努力多半都是徒劳。综合考量国内外的海洋石油模块钻井，引进并研发水下钻井设备和装置，但是一切工作的开展都是要基于保护环境的前提之下，提升石油模块钻机的自动化和智能化水平。可以派遣技术人员进行国外实习和交流，研究国外技术在哪些具体方面处于领先，和国外企业公司加强跨国交流合作，并不断创新出质量高、技术水平领先的新型设备。当前，我国的钻井工作水平和设备，是和发达国家有一定差距的，可以重点研制大型水下钻井设备，提高设备自动化的使用能力，在新产品上使用核心技术，推陈出新，参与到国际竞争中，提高核心竞争力，在竞争中找出不足并弥补差距，增强整体技术水平[2]。

2.3 使用高水平设备

在加大力度进行技术水平研发的同时，也要注重设备装置的质量和水平问题。设备如果太初级，不符合高科技的应用标准，那么技术创新力度再大也不能保证自动化发展的整体水平。国家要加大对钻机设备的投入，为不同的钻机配套先进设备，在制造开发上，注重研发高效、风险性低、自动化和智能化程度高的钻机产品，提升钻井设备的技术水平，不断推陈出新高水平的新型设备，制造出具有核心技术竞争力的钻机，来支持钻机的自动化发展。根据环境、设备型号、以及运输情况，来开发新智能、多元化、灵活度高的优质产品，满足自动化发展在各个方面的具体要求，结合国内外钻机的研发和使用情况，在新设备引进或研发过程中总结经验，尽力缩短和国外发达国家设备制造方面的差距。对钻机设备定以高起点，在实践过程中遇到的技术问题，要多进行改进和完善，弥补缺陷，制造出高度集约化和智能化的钻机产品，吸引国内外的石油模块钻机市场的目光来进行消费。

2.4 水下设备前期研究

因为我国对海洋石油模块钻机的研究和创新开始时间比较晚，所以对于模块钻机的自动化研究自然也不太深入，对于水下设备的前期研究也没有重视起来，国家对于这方面的科研投入力度还不够大。但是近年来，研究目光逐渐转向水下设备的前期准备上来，在实践总结和新兴技术探索的过程中，逐渐积累研究经验，并密切关注煤气层方面和超深井的作业情况，给之后的研发工作打好前期基础[4]。在前期的技术准备工作中，要做好储备工作的管理，对于水下设备的研究要提前进行规划，但是水下设备前期研究这一块相对落后，还没有得到广泛应用，需要继续引进技术进行研究，争取取得良好的效果。在大型设备重点研究的同时，把核心技术也要引进到水下设备前期研究上来，根据不同钻机和设备的作业情况，进行数据和资料的整理分析，为之后的各项研究打好基础，从而提高石油模块钻机自动化的发展水平。

2.5 健全管理标准化体系

在研发海洋石油模块钻机自动化技术的同时，也不能忽略整体管理标准化体系的建设，标准化体系虽然不需要核心技术的自主研发，但是在整个钻机自动化发展中，发挥引领全局的作用。健全体系建设，才能将各部门负责的工作统一下达，每个部门有了明确的分工，才可以进行作业，如果其中某一环节出现问题，那么就可能直接影响到整体的自动化发展。建立标准化体系，能够权责明确，分工具体，出现问题可以迅速找到问题发生的来源，对症解决，之后可以改进不足，优化部门和人员配置，以便于日后的钻机自动化发展。大力推进模块钻机的自动化标准化体系建设，可以将我国制造业的优势得以进一步发挥，从而使钻机产品能够更加符合要求，精细优质，提高钻机产品的整体性价比，不仅节省成本，还能保质保量。

总体看来，海洋石油的模块钻机自动化发展前景是十分可观的，顺应了时代和科学技术发展的潮流，在未来的发展走向上，势必会朝向智能化、自动化和集约化发展，在模块钻机设备的引进和研发上，更是要符合装置精密、传输便捷、集中控制等要求。加快海洋石油模块钻采的一体化程度，大幅度提高钻机钻采的速度，使作业速率变得更加高效化，与此同时，还要降低整体的生产成本。国家提倡节约能源、绿色发展、可持续发展，所以在保护环境的基础上开采石油资源，模块钻机的自动化技术必然是大势所趋。

3 结语

综合来看，海洋石油模块钻机的自动化技术在我国的发展是有广阔的前景的，但是在发展过程中，也会不可避免的存在诸多问题，整体上和国外的发达国家技术水平相比仍有一段差距。因此，需要提升自动化技术水平，加大创新力度，多进行自主研发，引进国外的高科技取长补短，提高我国的石油市场份额，总体上提升科技水平和在世界上高端技术的竞争力。