编者按:5月30日,万米科探井——深地塔科1井开钻。塔科1井使用的正是宝石机械公司自主研制的全球首台1.2万米特深井自动化钻机。
本期《支持服务》版聚焦挑战深地极限的石油装备,探究装备制造企业如何培育“专精特新”,用卓越产品赢得市场美誉。敬请关注。
迈向高端》》》
向地球深部进军
——全球首台1.2万米特深井自动化钻机诞生记
5月30日,中国石油深地塔科1井开钻。承钻该井的正是宝石机械公司自主研制的全球首台1.2万米特深井自动化钻机。
1.2万米特深井自动化钻机的成功研制,不仅丰富了我国自动化钻机产品系列,而且为挑战深地极限、开发超深层油气资源提供了坚实的装备保障,成为国家钻井工程领域名副其实的“国之重器”。
专项攻关 与时间赛跑
为贯彻落实习近平总书记“向地球深部进军”的指示精神,宝石机械结合超深层复杂环境的作业工况,从去年10月开始,着手研制1.2万米特深井自动化钻机。
宝石机械把钻机项目作为公司A级项目,从技术协议签订起就成立多个专项工作组,开展各路工作。公司第一时间成立了“技术专家+业务骨干”方案对接小组,于2022年年底签订技术协议,敲定钻机集成设计方案。今年2月,完成图纸设计。项目启动前,宝石机械成立了以技术专家、一级工程师和业务骨干为主要成员的设计研发项目组,统筹安排设计研发进度,对关键设计节点严格把控,对单元部件设计方案进行再优化。
公司创新研发了万米级钻机管柱自动化装备,具备超大钻台管柱输送和万米大容量钻具的存储和排放功能,以触控式操作实现设备一体化管控,能够完成管柱全流程自动化处理作业,大幅提高了钻机的自动化程度。“这台钻机的技术性能大幅提升,作业动力更加强劲,在自动化、电动化和国产化方面取得了新突破。”宝石机械国家研究中心总经理张志伟介绍道。
针对钻机设备,研发团队分成钻机主体、井架底座、自动化设备、智能控制等多个攻关小组,设计改版已成为家常便饭,每个小组的设计图纸都经历了上百次修改。
钻机设计综合考虑国内运输条件,研制的万米钻机关键装备可以满足国内山地、沙漠、戈壁、平原等全区域的运输需求。管柱自动化设备处理能力持续加强,自动化排管能力可以满足11寸钻铤的使用需求;“上四下四”拉升式动力猫道,使管柱输送能力大幅提高。
钻机攻克了超高钻台大载荷提升系统关键技术难题,15米超高钻台刷新国内纪录,可满足超高压井控设备安装需求;钻机配套6000马力绞车,载重提升能力可达900吨;3000马力高压大排量五缸钻井泵,排量和压力波动小。动力猫道、钻台机械手及二层台排管装置等自动化设备,全面采用电驱动,控制更精准,运行更环保,低温适应性强;电动辅助绞车、电驱钻井液闸阀组,可实现司钻远程操控,操作更安全。钻机关键部件全面实现国产化。
协同作战 向目标冲刺
“一定要按期产出1.2万米钻机,这是政治任务。”宝石机械公司主要领导明确要求。今年春节期间,1.2万米特深井自动化钻机正式进入厂内生产制造阶段。公司坚持一体化协同作战,由钻机分公司分别与钢结构分公司、泵业分公司等各主导单位签订重要部件及配套产品的内部供需合同,将万米钻机生产制造工作具体化、有形化。
生产运行处积极推行“半小时响应+限时完成”工作机制,打破常规组织生产模式,处室负责人每天带队巡查钻机生产进度,及时解决发现的问题。同时,系统做好生产组织策划和关键环节把控,全面梳理项目工作任务,制作管理责任清单,明确节点要求和相关责任人。
承担钻机结构件制作任务的钢结构分公司提前确认了井架底座材料和生产工艺,从库存材料中清理出了钻机所需的型钢和板材,预投非关键部件,按期完成了井架、底座的结构件组装和焊接工作。3月25日,钻机第一件基座到达井场。
钻机配套动力猫道是全新设计的机电液集成化产品,组装和调试难点多。承担该任务的自动化设备分公司积极总结经验,统筹安排配装,减少油漆后配焊,白天配合软件调试,晚上进行功能及可靠性试验,在保证组装进度的同时保证产品质量。
面对全新设计的万米级自动化钻机,钻机分公司在安装调试过程中组织精锐力量,24小时轮流倒班奋战在井场。按照用户的发运要求,分公司改变常规流程,积极协调销售公司、生产保障中心、物流公司,现场整改打包、发运钻机,仅用5天时间就完成了65车次的所有单元部件的发运任务。
国家研究中心采取“现场专人服务+专家定期支持”的现场服务模式,对现场问题及时响应答复。在钻机集成调试阶段,智能控制采用高位设备、低位设备分区并行,主司钻、副司钻联动协同的方式,确保调试进度,做到人休机不休。
西安宝美公司针对万米钻机首次搭载的国产化钻机电控系统,通过早期探索、攻关试验、规模应用和优化提升4个阶段,在25天全生产周期内,完成了3台房体、1台电阻箱橇的生产任务。
4月10日,钻机巍然屹立在试验井场;4月26日,顺利通过用户组织的出厂验收;5月9日,完成了出厂发运。用时4个多月,一台全新的万米级自动化钻机完成了从设计到发运,较以往常规钻机生产提速20%。(记者 马香 特约记者 江艳 通讯员 李亚辉)
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| 全球首台1.2万米特深井自动化钻机。姚东 摄 |
企业案例》》》
高抗拉 高抗扭 高韧性
“渤海能克”打造万米金刚钻
中国石油网消息(特约记者 安鹏飞 通讯员 赵凤波 杨文付)“我国首口万米科探井——深地塔科1井采用了‘渤海能克’钻杆。这是我们钻杆系列产品在万米深井的第一次亮相!”6月5日,渤海装备钻井装备公司副经理姜荣凯向记者介绍道。
5月30日,深地塔科1井开钻。西部钻探采用了渤海装备公司“渤海能克”钻杆作为钻探“排头兵”向地层深处挺进。
该井一开钻进采用的是“渤海能克”5.875英寸V150钢级钻杆。该钻杆具备高抗拉、高抗扭、高韧性的特点,与常规钻杆相比,其抗拉强度与冲击韧性分别提升了11%和85%。作为一种专为深井、超深井钻探而研制的钻井利器,近年来该型钻杆在深井、超深井钻井中屡立战功。今年3月,该型钻杆在塔里木油田果勒3C井被应用,助力果勒3C井完钻井深刷新了亚洲最深水平井纪录。
为助力集团公司超深井钻探,渤海装备持续强化钻杆研发与生产。6月5日,记者走进钻杆制造厂生产车间,看到国内首批6.625英寸万米超深井用高性能钻杆正在紧张生产中。生产部门负责人表示,该批钻杆将于6月中旬生产完成。
轻量化 自动化 国产化
北石顶驱为万米钻机添动力
中国石油网消息(记者 梁伟 通讯员 谭帅)5月30日,深地塔科1井鸣笛开钻。承钻该井的是我国自主研制的全球首台1.2万米特深井自动化钻机,钻机配备了北石公司最新自主研发的DQ120BSD顶驱。
为保证研发进度,北石顶驱团队20余名成员集中办公,打响了为期两个月的“特深井顶驱会战”。机械、电气、液压等项目组密切配合,推进特深井顶驱模块化研制。研发团队与各万米钻机制造单位密切沟通,倒排工期,挂图作战,累计完成液压图纸100余页、电气图纸200余页、零部件图纸300余页,完成特深井顶驱配套“大系统”控制策略分析数百条。
4月中旬,第一台DQ120BSD顶驱如期在北石车间成功下线。该顶驱在轻量化、自动化、国产化等方面都有显著提升:采用先进的PLC对系统进行全面智能控制;采用交流变频驱动技术精确控制转矩和转速;采用光纤通信或电缆通信,抗电磁干扰能力强;电气系统采用工控计算机,可随时掌握系统运行情况;优化减速箱、管子处理装置和导轨结构,显著提升了整体集成化水平和适用性;集成了扭摆减阻系统、软扭矩控制系统等,可大幅降低现场操作人员的劳动强度。
顶得住 开得稳 无故障
济柴发动机护航深地“大考”
中国石油网消息(记者 党勍 通讯员 孙刚云)5月30日,深地塔科1井在塔里木油田开钻。由济柴动力公司研制的石油钻探用175发动机,全力护航工程推进。
为进一步提升我国深地钻探动力装备水平,济柴动力自集团公司万米钻机项目启动以来,便以钻探利器175发动机为主要机型,全面做好产品研制与保供工作。万米深井钻探地质结构复杂,备用动力作为“托底”输出方案,与网电支持同样重要。为保证产品经得起深地“大考”,研发人员结合应用要求,对175发动机进行了有针对性的完善改进和严格的出厂试验,确保关键时刻顶得住、开得稳、无故障。
济柴动力成立项目保供专班和“万米钻机175保交付”党员先锋队,从生产组织、技术支持、质量管控、服务保障等方面多管齐下,层层把控产品品质,保证交货效率,强化与配套单位对接沟通,确保产品高效优质交付。
仅用20天时间,济柴动力就完成了首部万米钻机动力产品的安装联调,比计划时间提前了4天。目前,济柴175发动机已通过验收,设备调试、应用培训与现场服务保障工作同步展开。
圆桌讨论》》》
如何搭建产学研用一体化平台,使关键核心技术快速落地?
■宝鸡钢管公司科技质量处处长 李红智:
一要搭建产学研用一体化平台,聚焦重大需求和新兴前沿领域,特别是要面向产业发展的制高点、转型升级的关键点、结构调整的有效点,将创新平台建设与企业高质量发展结合起来。
二要整合优势资源,打造科技协同创新平台,让平台成为企业关键核心技术攻关、高端产品开发、新技术研究的坚实基础。
三要有效推进创新平台研发人员的交流合作。一方面要加强技术人员内部交流,加大与油田及工程技术单位合作研发力度,解决工程技术应用难题。围绕新材料,加强与上游钢厂的合作,满足产品研发及生产对原材料的需求;围绕新技术,加强与国内外高校及科研院所的合作,解决管材基础研究问题,不断提高业务能力和技术水平。另一方面研发人员的工作重心要前移到客户市场,下移到生产一线,带着客户和生产一线的问题,有的放矢地开展研发工作。(王冠慈 孙少阳 整理)
如何有效延伸产品价值链,提高市场竞争力?
■大庆油田装备制造集团力神泵业有限公司经理 唐延兵:
石油装备制造企业应坚持“创新、专注、融合、共享”的发展理念,延伸产品价值链,提高市场竞争力。
以创新为发展动力。要把创新摆在企业发展全局的核心位置,不断推进制度创新、科技创新、管理创新等,实现全员、全方位、全体系创新发展。
以专注为发展基石。面对不确定的内外部环境,企业经营要围绕石油装备核心业务、核心市场、核心用户,打造核心竞争力,实现一个行业、一个领域、一个专业深入发展。
以融合为发展抓手。要通过在全球范围内融技、融智、融文化,提升企业科技研发能力、产品制造能力、经营创收能力,实现跨国界协同发展。
以共享为发展目标。要与供应商建立长期稳定、互惠互利的合作关系,保证供应的及时性、优先性和同步性;坚持以用户为中心,强化产品线纵向延伸和经营横向扩展,不断丰富从井下到地面的产品链条,提供方案设计、系统集成、采油管理等一体化服务,建设主业突出的平台类石油装备产品集成服务商,切实满足用户需求,提高市场竞争力。(张云普 何聚辉 整理)
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