“深地塔科1井顺利完钻,这意味着12000米自动化钻机经受住了极限工况的考验。”宝石机械国家研究中心一级工程师李亚辉自豪地说。
“简单地说,12000米自动化钻机既要有突破地下万米深度的钻探能力,又要实现高效、安全作业。” 李亚辉说,“在这种极限作业条件下,改变传统作业模式,减少人员参与,提高作业安全性,是我们必须要解决的问题。”
从千米钻机到万米钻机,从电驱动钻机到自动化钻机,有着质的区别,就像普通载客飞机与航天飞机的差别。12000米自动化钻机提升能力达900吨,可轻松吊起2列动车组;钻井深度可达地下12公里;整机直立高达72米,相当于23层楼高。
用什么样的结构形式才能承受如此大的载荷、经受沙漠地带14级风沙的考验?钻机自动化作业流程如何规划、设备怎样布置,才能确保数台机器人在10多平方米的空间内进行上百个动作,且工作流畅、运行高效、彼此互不干扰?面对这些复杂且极具挑战性的难题,研发团队没有丝毫退缩。
“除了硬件设计的突破外,我们还运用先进的控制算法,将机械数据转化为运动学模型,开发专有运行轨迹控制算法,集中控制各设备的运动姿态,使运动状态下的控制精度达到毫米级。”李亚辉说。一个数据的改动、一个位置的调整,往往牵一发而动全身。仅一个钻台面的布局就有五六个版本,控制系统程序的修改更是不计其数。最终,钻机技术方案获得了中油技服的认可,钻机所有性能在厂内均得到验证。
2023年5月30日,12000米自动化钻机在深地塔科1井顺利开钻。以李亚辉等研发人员为主的钻机服务团队随钻机一起进驻井场,提供全天候全流程服务。2024年3月4日,深地塔科1井突破万米大关,中国人第一次把科探的触角伸抵万米地层之下。李亚辉说,这一场技术与毅力的较量,不仅成就了12000米自动化钻机,而且为我国深地探测事业铺就了坚实的道路。(特约记者 江艳)
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