石油钻井设备机械机电一体化问题研究

摘要：石油是我国非常珍贵和稀有的能源，同时也是一种不可再生的能源，支撑着我国经济快速发展，随着科技的飞速发展，传统的钻探方式已经无法满足石油钻探对高效率和高精度的需求，而石油钻井设备机械机电一体化的出现，正好填补了这一空白，为钻探行业带来了革命性的变革。机械机电一体化钻探技术将机械、电气、液压、控制、信息等技术高度集成，凭借生产作业效率高、人力成本低、安全性能强、操作方便等一系列优势，在深井、超深井钻机中占据主流位置。在这一背景下，本文根据石油钻井设备机械机电一体化问题予以分析。

关键词：石油；钻井设备；机械机电一体化；问题

由于我国经济发展依赖于大量的石油能源，所以，社会对石油资源需求也在不断地增长，随着石油、天然气开发难度进一步加大，国内钻井市场中定向井、水平井、大位移井、超深井等井型越来越普遍，各种新式钻井工具、钻井工艺应运而生，石油钻机也已经进入到了自动化钻机阶段，即，在绞车、泥浆泵等关键设备采用变频驱动的基础上，配置输送、拆接、排放用的全套管柱自动化装备，并通过司钻控制系统实现钻机各个设备的集中自动化操作，以及相应的逻辑保护功能，提高了石油的开采效率0。机械机电一体化技术将自动化电子技术与现代机械的生产过程相结合，实现机电一体化的生产操作，对钻井行业的发展起到很大的推动作用。

一、石油机械机电一体化概述

（一）概念分析

首先，石油机械机电一体化的核心技术在于其高度集成的机械、电子和信息技术，通过精确的传感器和先进的控制系统，实现对钻探过程的实时监控和调整，其发展是通过一体化技术实现的，主要是以信息技术和机电技术为基础的，将人工智能、控制论、系统论和信息论等多学科理论与技术进行融合，具有智能化、网络化、自动化、数字化等特点，是交又性前沿学科的综合与集成。其次，机械机电一体化具有比较完备的机电系统功能，其主要特征是智能化和自动化，机械机电一体化产品具有自动控制、自动调整、自动校验等多种功能，能适应各种钻井作业要求。

（二）石油钻井设备机械机电一体化优势

1.高效率。当前，机械机电一体化是指将机电信息技术应用于机械装备，其外在形态是基于数字化控制的机电一体化，该机电一体化装置操作简便，操作也比较安全，在实际作业时只要按要求输入命令，就能达到自动作业的目的。除此之外，利用机电一体化技术能够有效减少人工操作环节，降低由于操作不当引发的效率低下，降低设备故障率，提高机械设备的使用性能及利用率，降低了人力的输出，提高了钻井生产效率0。

2.高可靠性。随着物联网技术在各行各业中的迅速推进，石油钻机的远程信息化监测也已经实现技术验证，钻井关键装备 MRO（Maintenance 维护、Repair维修、Operation运行）物联网建设，实现公司钻井关键装备全过程动态管理，实现在沙漠腹地、海上平台等远程钻井现场和指挥部管理层之间实时数据传输和通信，通过实时监测设备运转数据，及时发现潜在的安全隐患，在机械设备使用过程中出现故障时发出警报，同时可借助智能控制理论和人工智能专家系统进行安全监控运行的评价、诊断、识别、预防和处理，降低由于设备故障造成维修时间的浪费，保障设备“安稳长满优”运行。

二、石油钻井设备机电一体化技术应用措施

（一）重视机械机电一体化

石油钻井设备机械机电一体化的使用要引起公司各级领导及专业技术人员的关注，机械机电一体化技术能够实现钻井工作数据信息搜集整理分析，从而为钻井提供数据支撑。机械机电一体化是一种灵活性和智能化的技术，所以要想实现钻井装备的自动化，就需要技术人员对机械机电一体化更加重视，充分发挥他们在机电技术应用中的价值。同时，要加大对尖端科学技术的研究力度，重视研发，通过对目前钻井装备发展状况的分析，对机电技术的研究和设计进行研究，不断推动石油钻井设备机械机电一体化技术的成熟应用。

（二）了解机械机电一体化发展方向

石油机械设备的机电一体化发展趋势是当前石油工业技术升级的重要方向，其核心在于通过机械、电子、信息技术的深度融合，提升设备的智能化、高效化与可靠性。我国石油钻井装备的机电技术起步较晚，与欧美等发达国家的先进水平仍有很大差距。对于国内钻井设备研发单位来说，在机电技术应用上不能过于封闭，要定期地对国内外的机电技术发展动向进行研究，同时也要积极参与机电一体化技术的学习和交流，取长补短，在沟通中提升技术水平。目前，机电一体化正朝着智能化、微型化、可持续的方向发展。以微型化来说，微机电一体化系统耗能小、体积小、常在石油机械设备中灵活应用，采用微机电设备，既不会占用很大的空间，又能降低设备的能量消耗，在目前石油工业中大大提升了钻井装备的智能化程度0。另外，随着全球对环境保护意识的提高，可持续性和环保要求也成为机械机电一体化发展的重要考量。所以，我们要开拓视野，找准方向，对机械机电技术发展的新动向给予足够重视，从而促进石油钻井机械机电一体化技术发展水平的提高。

（三）重点强调石油钻井设备机电技术的实用性

装备生产企业要重视机电一体化技术在装备中的应用，注重机电一体化技术的实用性，要把钻井机械机电一体化的优势充分地发挥出来，装备生产厂家可以把注意力集中在机械装备中的核心零件上，把机电技术应用到实际工作中去。伴随着油气勘探开发提质增效需求，国内各石油装备研发制造企业也都纷纷投入大量精力把机电技术应用到实际工作中，也形成了诸多各具特色的单元装备，如宝鸡石油机械有限责任公司研制的DM型动力猫道可实现3根钻杆集中输送，大幅提升管具在地面与钻台间输送效率，实现钻井管柱上下钻台的自动化作业。三一集团研制的电动化二层台排管装置可实现二层台无人化作业。

（四）增强机电设备操作人员的培训

在企业的运营过程中，必须将以人为本的思想贯彻到企业发展中，如今，石油钻井设备除了不断突破钻探深度，自动化、智能化程度也不断提高，职工必须具备高超的设备操作技巧和设备管理知识，才能保证钻井设备的稳定运行。在企业招聘过程中可吸引更多的高素质人才，持续地为企业注入新血液，持续强化高层次的机械设备人才队伍，提升企业的运营能力。与此同时，企业也要对设备管理者进行业务培训，建立健全的培训计划和培训机制，提升职工的专业素质，转变职工的工作心态，让设备管理队伍得到进一步的加强。

（五）加强设备管理控制

在目前的工业体系中，科技就是生产力，石油企业必须注重引进先进的设备，加大对设备的更新力度，引进先进的装备管理思想，从而推动装备管理系统的优化和改进，以科学管理和先进技术，才能保证石油企业的健康、稳定发展。要坚持一切从生产实际出发，结合钻井生产实际状况，运用先进的设备管理制度，明确工作职责和工作机制，保证工作人员对机电设备的维修工作进行准确的控制。同时，要在企业内建立健全的设备维修制度、巡检制度，制定设备操作、维护、检修的标准化流程，形成完整的设备管理网络，这样才能使职责更加明确。

结论：油气钻井是石油勘探开发的一个重要环节，钻机作为油气钻井施工的装备，在油气钻井作业占有重要地位，在我国石油钻井作业过程中，装备自动化水平较低，人力成本较高，且由于施工环境的限制，生产中存在较大危险性，这是制约石油工业发展的各种因素。所以，石油钻井装备的机械机电一体化的使用与推广，能够极大地提高石油生产力，减少生产成本，促进我国石油工业的发展，满足人民日益增长的能源需求。

参考文献

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