02鉆井自動(dòng)化、智能化[沐風(fēng)書屋]

1、1鉆井自動(dòng)化、智能化 鉆井大趨勢(shì)中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院2014年10月楊金華2前 言汽車制造業(yè)先進(jìn)的生產(chǎn)線早已實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、無(wú)人化。3汽車駕駛在澳大利亞一些大型礦山，自動(dòng)裝卸重卡早就實(shí)現(xiàn)了無(wú)人駕駛。國(guó)內(nèi)外公路小驕車無(wú)人駕駛已經(jīng)試驗(yàn)成功。前 言4航空業(yè)大型民航客機(jī)可以全程自動(dòng)飛行，只是出于安全考慮，起飛和降落仍由飛行員操作。前 言5航天業(yè)飛船（神舟）與空間站（天宮飛行器）能夠自動(dòng)交匯對(duì)接。前 言6航天業(yè)前 言美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）“好奇”號(hào)火星漫步者2012年在火星著陸。最近距離約為5500萬(wàn)公里最遠(yuǎn)距離超過(guò)4億公里2013年距火星6000萬(wàn)公里左右平均氣溫-607軍事領(lǐng)域美國(guó)軍方的

2、“愛(ài)國(guó)者”導(dǎo)彈和無(wú)人機(jī)已投入實(shí)戰(zhàn)。無(wú)人機(jī)在航母上的起飛、降落試驗(yàn)成功。前 言8前 言日常生活自動(dòng)化、智能化可以說(shuō)無(wú)處不在。全自動(dòng)洗衣機(jī)掃地機(jī)器人智能手機(jī)智能電視9在眾多行業(yè)的自動(dòng)化、智能化和無(wú)人化大潮的推動(dòng)下，石油鉆井也在朝著自動(dòng)化、智能化方向邁進(jìn)，只是要滯后很多，主要原因是石油鉆井過(guò)程太過(guò)復(fù)雜，井下情況復(fù)雜多變、不確定因素太多，作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)較大。前 言10石油鉆井已經(jīng)從早期的機(jī)械化階段進(jìn)入了自動(dòng)化階段。鉆井自動(dòng)化同樣經(jīng)歷初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)三個(gè)發(fā)展階段。鉆井自動(dòng)化的高級(jí)階段也就是智能化鉆井階段。機(jī)械化自動(dòng)化智能化無(wú)人化高級(jí)全自動(dòng)有很強(qiáng)大的自主功能中級(jí)自動(dòng)化水平越來(lái)越高有一定的自主功能初級(jí) 有一定的自

3、動(dòng)化沒(méi)有自主功能前 言11匯報(bào)內(nèi)容一、鉆井自動(dòng)化現(xiàn)狀二、鉆井智能化趨勢(shì)三、無(wú)人化鉆井前景四、認(rèn)識(shí)與建議12一、鉆井自動(dòng)化現(xiàn)狀鉆井自動(dòng)化主要由地面自動(dòng)化、井下自動(dòng)化、鉆井信息化構(gòu)成。鉆井信息化地面自動(dòng)化井下自動(dòng)化13鉆機(jī)自動(dòng)化設(shè)備自動(dòng)化鉆機(jī)井口自動(dòng)化設(shè)備，比如鐵鉆工配備自動(dòng)送鉆設(shè)備的一體化司鉆控制室頂部驅(qū)動(dòng)裝置 自動(dòng)排管設(shè)備 自動(dòng)貓道或管具自動(dòng)傳送裝置等海洋自動(dòng)化鉆機(jī)（雙作業(yè)鉆機(jī)）陸地自動(dòng)化鉆機(jī)多參數(shù)測(cè)量?jī)x及綜合錄井儀地面自動(dòng)化1、地面自動(dòng)化自動(dòng)控壓鉆井系統(tǒng)1、地面自動(dòng)化14陸地自動(dòng)化鉆機(jī)的數(shù)量和應(yīng)用不斷增加NOV的RAPID鉆機(jī)為提高鉆井效率和安全性，國(guó)外設(shè)備制造商推出了一些陸地自動(dòng)化鉆機(jī)。中

4、深井鉆機(jī)鉆深能力3657米（12000ft）井架高度24米，可以處理單根鉆桿（二類鉆桿8.29.1米或三類鉆桿11.613.7米）交流變頻電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)頂驅(qū)鐵鉆工全自動(dòng)井口設(shè)備全自動(dòng)鉆桿處理裝置一體化司鉆控制室1、地面自動(dòng)化15陸地自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化適合工廠化鉆井的液壓自動(dòng)化鉆機(jī) 美國(guó)Schramm公司T500XD鉆機(jī)鉆深能力4500米伸縮式井架16陸地自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化適合工廠化鉆井的液壓自動(dòng)化鉆機(jī) 液壓頂驅(qū)最大扭矩47454N.m最大轉(zhuǎn)速140轉(zhuǎn)/分鐘大鉤額定載荷50萬(wàn)磅(22.68噸) 頂驅(qū)可提供80000磅（356 kN)）的向下推力，有利于準(zhǔn)確控制鉆壓?？刂沏@壓不單單依靠鉆鋌

5、和鉆柱的重量。動(dòng)力上卸扣設(shè)備動(dòng)力卡瓦動(dòng)力轉(zhuǎn)盤17陸地自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化適合工廠化鉆井的液壓自動(dòng)化鉆機(jī) 自動(dòng)化程度很高一體化司鉆控制室（3米4.6米）沒(méi)有鉆臺(tái)工和井架工每個(gè)班通常只需三個(gè)操作人員：一個(gè)司鉆、一個(gè)副司鉆、一個(gè)助手實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可通過(guò)衛(wèi)星或互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)蕉鄠€(gè)地方。18陸地自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化適合工廠化鉆井的液壓自動(dòng)化鉆機(jī) 管具自動(dòng)化處理設(shè)備管具自動(dòng)化處理設(shè)備可操作可操作2424英寸三類管材英寸三類管材鉆桿不是直立在鉆臺(tái)上，鉆桿不是直立在鉆臺(tái)上，而是水平放置在管架上。而是水平放置在管架上。19陸地自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化適合工廠化鉆井的液壓自動(dòng)化鉆機(jī) 液壓步進(jìn)系統(tǒng)液壓步進(jìn)系統(tǒng)井間快速

6、移動(dòng)井間快速移動(dòng)可朝任意方向移動(dòng)可朝任意方向移動(dòng)最大移動(dòng)速度最大移動(dòng)速度9.1米米/小時(shí)小時(shí)20陸地自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化適合工廠化鉆井的液壓自動(dòng)化鉆機(jī) 動(dòng)力機(jī)組一個(gè)拖車兩臺(tái)760馬力的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)可選雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)（燃油、燃?xì)猓?1陸地自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化適合工廠化鉆井的液壓自動(dòng)化鉆機(jī) 運(yùn)輸、安裝方便井架一個(gè)拖車總共8個(gè)拖車自升式底座安裝井架不需要吊車22國(guó)外一些大的陸地鉆井承包商根據(jù)自身需要定制陸地自動(dòng)化鉆機(jī)。陸地自動(dòng)化鉆機(jī)H&P公司是美國(guó)數(shù)一數(shù)二的陸地鉆井承包商，其FlexRig鉆機(jī)已經(jīng)發(fā)展到第五代，第一代和第二代為電驅(qū)動(dòng)，第三代到第五代為交流變頻電驅(qū)動(dòng)。第五代鉆機(jī)更適合叢式水

7、平井批量鉆井（工廠化鉆井），額定鉆深能力6705米。概況美國(guó)H&P公司（2012年底）在美國(guó)的陸地鉆機(jī)數(shù)273臺(tái)（大約一半用于開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣、頁(yè)巖油）電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)占比100%交流變頻電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)占比87%頂驅(qū)配置率100%自動(dòng)化鉆機(jī)占比93%(253臺(tái)FlexRig)1、地面自動(dòng)化23陸地自動(dòng)化鉆機(jī)美國(guó)Patterson-UTI鉆井公司APEX鉆機(jī)APEX鉆機(jī)113臺(tái)，占36%，全部是交流變頻電驅(qū)動(dòng)，全部用于開(kāi)發(fā)美國(guó)非常規(guī)油氣。APEX步進(jìn)式鉆機(jī)是最新一代APEX鉆機(jī)，是為工廠化鉆井定制的自動(dòng)化鉆機(jī)。1、地面自動(dòng)化鉆機(jī)類型2012年底鉆機(jī)數(shù)美國(guó)加拿大小計(jì)APEX 1500鉆機(jī)（其中4臺(tái)裝有步進(jìn)

8、系統(tǒng)）5151APEX 1000鉆機(jī)（其中9臺(tái)裝有步進(jìn)系統(tǒng)）1515APEX步進(jìn)式鉆機(jī)4747 APEX鉆機(jī)小計(jì)113113其他電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)46854 電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)總數(shù)159(占53%)8167機(jī)械鉆機(jī)13710147陸地鉆機(jī)合計(jì)陸地鉆機(jī)合計(jì)296296181831431424陸地自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化工廠化鉆井要求鉆機(jī)能夠在井間實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)，而且是滿立根移動(dòng)。實(shí)現(xiàn)井間快速移動(dòng)的方式主要有兩種：滑軌式和步進(jìn)式?；壥诫p向移動(dòng)25陸地自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化步進(jìn)式步進(jìn)式鉆機(jī)靠安裝在鉆機(jī)底座上的4個(gè)液壓舉升裝置（步進(jìn)系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)一步一步的移位：模仿四個(gè)大力士移動(dòng)巨型重物的過(guò)程：邁一步，抬起來(lái)移位，放下

9、來(lái)；再邁一步，再抬起來(lái)移位，再放下，如此反復(fù)?？梢郧斑M(jìn)，左右移動(dòng)，還可以原地轉(zhuǎn)圈。一般完成一次鉆機(jī)移位的全部工作大約需花兩三個(gè)小時(shí)。26陸地自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化Nabors公司的B系列鉆機(jī)(可編程交流變頻電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī))27海洋自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化 海洋鉆井尤其是深水和超深水鉆井的日費(fèi)很高，最高的已超過(guò)70萬(wàn)美元/日。因此，對(duì)海洋鉆井來(lái)說(shuō)，提高鉆井效率和縮短鉆井周期對(duì)降低鉆井成本尤為重要。而傳統(tǒng)的海洋鉆機(jī)在同一時(shí)間只能完成一項(xiàng)作業(yè)。如果一臺(tái)鉆機(jī)能同時(shí)完成兩項(xiàng)或多項(xiàng)作業(yè)，則可顯著提高作業(yè)效率。為此，國(guó)外發(fā)展了雙作業(yè)海洋鉆機(jī)。28雙作業(yè)鉆機(jī)的主要特點(diǎn)是正常鉆進(jìn)、起下鉆、下套管、固井等常規(guī)作業(yè)由

10、主鉆機(jī)完成，組裝拆卸鉆柱、下放隔水管柱、下放與回收水下器具等輔助作業(yè)由輔鉆機(jī)完成，主輔作業(yè)可以同步進(jìn)行。比如主鉆機(jī)鉆表層期間，輔鉆機(jī)組裝隔水管柱。表層固井后可將已組裝好的隔水管柱移到井口，從而顯著提高鉆井效率，縮短鉆井周期。雙作業(yè)鉆機(jī)市場(chǎng)幾乎被NOV和挪威Aker Solutions公司所壟斷。按驅(qū)動(dòng)方式，雙井架雙作業(yè)鉆機(jī)分為液壓驅(qū)動(dòng)和電驅(qū)動(dòng)兩種。海洋自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化29荷蘭Huisman設(shè)備公司設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)獨(dú)特的雙作業(yè)鉆機(jī)多功能箱式鉆塔。鉆塔內(nèi)裝有兩臺(tái)升沉補(bǔ)償式絞車，鉆塔兩側(cè)各有一個(gè)旋轉(zhuǎn)式鉆桿排放架。海洋自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化30海洋自動(dòng)化鉆機(jī)HuisDrill 12000型鉆井

11、船Noble鉆井公司已建造了4艘配備多功能箱式鉆塔的深水鉆井船，其中2艘的額定作業(yè)水深高達(dá)3657米，另2艘的額定作業(yè)水深為3048米。1、地面自動(dòng)化31海洋自動(dòng)化鉆機(jī)JBF14000型半潛式鉆井平臺(tái)（額定作業(yè)水深14000英尺，合4267.2米）1、地面自動(dòng)化32應(yīng)用現(xiàn)狀雙作業(yè)鉆機(jī)已在深水浮式鉆井裝置（深水半潛式鉆井平臺(tái)和深水鉆井船）上得到廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近幾年新建成的深水浮式鉆井裝置配備的鉆機(jī)幾乎都是雙作業(yè)鉆機(jī)；當(dāng)前在建的深水浮式鉆井裝置（鉆井船73艘，半潛式鉆井平臺(tái)24座）將全部采用雙作業(yè)鉆機(jī)。雙作業(yè)鉆機(jī)已經(jīng)成為深水鉆井利器。海洋自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化建造數(shù)量變化圖33未來(lái)展望展望未

12、來(lái)，雙作業(yè)鉆機(jī)將成為深水鉆井船和半潛式鉆井平臺(tái)的標(biāo)配鉆機(jī)。在技術(shù)上，雙作業(yè)鉆機(jī)將得到進(jìn)一步發(fā)展，結(jié)構(gòu)將更加多樣化，鉆深能力、自動(dòng)化水平、作業(yè)效率和安全性將進(jìn)一步提升，有力地推動(dòng)未來(lái)深水油氣勘探開(kāi)發(fā)。海洋自動(dòng)化鉆機(jī)1、地面自動(dòng)化34鉆機(jī)自動(dòng)化設(shè)備日臻配套完善鉆機(jī)自動(dòng)化設(shè)備井口自動(dòng)化設(shè)備，比如鐵鉆工配備自動(dòng)送鉆設(shè)備的一體化司鉆控制室頂部驅(qū)動(dòng)裝置 自動(dòng)排管設(shè)備 自動(dòng)貓道或管具自動(dòng)傳送裝置等多參數(shù)測(cè)量?jī)x及綜合錄井儀1、地面自動(dòng)化35鉆機(jī)自動(dòng)化設(shè)備1、地面自動(dòng)化36鉆機(jī)自動(dòng)化設(shè)備1、地面自動(dòng)化37鉆機(jī)自動(dòng)化設(shè)備1、地面自動(dòng)化38鉆機(jī)自動(dòng)化設(shè)備1、地面自動(dòng)化Maersk公司MAERSK DEVELOPER

13、號(hào)半潛式鉆井平臺(tái)建成于2009年，屬第六代半潛式鉆井平臺(tái)，額定作業(yè)水深3048米，鉆深能力9144米，是該公司最先進(jìn)的浮式鉆井裝置之一，配備的是NOV公司的雙作業(yè)鉆機(jī)及自動(dòng)化設(shè)備，自動(dòng)化程度很高，無(wú)需鉆臺(tái)工和井架工，操作人員只需在一體化司鉆控制室即可完成相關(guān)作業(yè)。39自動(dòng)控壓鉆井系統(tǒng)自動(dòng)控壓鉆井系統(tǒng)是控壓鉆井技術(shù)的重大突破，也是鉆井技術(shù)一次新的革命，應(yīng)用不斷增加，應(yīng)用效果日益顯著，已成為窄密度窗口問(wèn)題的殺手锏，可減少井下復(fù)雜情況及由此引起的非生產(chǎn)時(shí)間，縮短鉆井周期，提高鉆井安全性。未來(lái)有望成為大中型自動(dòng)化鉆機(jī)的標(biāo)配設(shè)備。1、地面自動(dòng)化威德福：微流量控制系統(tǒng)斯倫貝謝：動(dòng)態(tài)環(huán)空壓力控制系統(tǒng)哈里伯頓

14、：自動(dòng)節(jié)流控壓鉆井系統(tǒng)威德福的微流量控制系統(tǒng)401、地面自動(dòng)化威德福公司的微流量控制系統(tǒng)在Haynesville頁(yè)巖氣產(chǎn)區(qū)的應(yīng)用效果指 標(biāo)用常規(guī)方法鉆的6口井用控壓鉆井系統(tǒng)鉆的4口井泥漿密度，克/厘米31.981.80下部井段平均鉆井用時(shí)，天33.016.5平均鉆井周期，天6240平均單井泥漿費(fèi)用，萬(wàn)美元/井40.530.4平均單井鉆井成本，萬(wàn)美元/井527391案例案例1 1 提高鉆井效率，縮短鉆井周期，降低鉆井成本提高鉆井效率，縮短鉆井周期，降低鉆井成本Forest石油公司從2010年4年月開(kāi)始在Haynesville頁(yè)巖氣產(chǎn)區(qū)的4口水平井中應(yīng)用威德福公司的微流量控制系統(tǒng)。產(chǎn)層屬高溫高壓地

15、層，溫度達(dá)176.7C。4口水平井的造斜點(diǎn)深約3680米，總井深約5200米，水平段長(zhǎng)度1190米。在完成7英寸技術(shù)套管的固井之后，開(kāi)始用油基泥漿鉆下部井段（造斜井段+水平井段），同時(shí)啟用威德福公司的微流量控制系統(tǒng)，取得了很好的應(yīng)用效果。411、地面自動(dòng)化案例案例2 2 斯倫貝謝公司用控壓注水泥技術(shù)成功完成深水深井固井作業(yè)斯倫貝謝公司用控壓注水泥技術(shù)成功完成深水深井固井作業(yè)斯倫貝謝公司用控壓注水泥技術(shù)控制注水泥和候凝期間的井筒壓力，在水深超過(guò)1000米的深水區(qū)，成功地完成了多次固井作業(yè)，套管下深從2000米至6500米不等，減少泥漿和水泥漿的漏失，降低儲(chǔ)層受傷害的可能性，防止地層流體流入環(huán)空，

16、降低鉆完井成本，提高固井作業(yè)安全性。42井下自動(dòng)化水平提升很快。井下自動(dòng)化MWD、LWD、近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向儀、WPD自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)隨鉆地震（井下“眼睛”）（井下“望遠(yuǎn)鏡”，有助于實(shí)現(xiàn)隨鉆前探）（井下“方向盤”）2、井下自動(dòng)化43泥漿脈沖、電磁波隨鉆測(cè)量/測(cè)井已得到廣泛應(yīng)用2、井下自動(dòng)化最小外徑外徑1-3/4英寸傳感器離鉆頭的最短距離0.91米最大耐溫能力230泥漿脈沖的數(shù)據(jù)傳輸速率最快的達(dá)到36位/秒442、井下自動(dòng)化除了泥漿脈沖和電磁波兩種應(yīng)用最廣泛的井下信道之外，國(guó)外還發(fā)展了井下聲波傳輸技術(shù)。加拿大XACT井下遙測(cè)公司在殼牌和BP兩大國(guó)際石油公司的支持下，開(kāi)發(fā)成功了井下聲波

17、傳輸技術(shù)。聲波沿鉆柱傳輸。在傳輸過(guò)程中，信號(hào)強(qiáng)度有衰減，需要每隔一段距離設(shè)一個(gè)信號(hào)放大器（水平段每隔大約600米，直井段每隔大約1800米） ，它相當(dāng)于中繼站，將信號(hào)增強(qiáng)后傳向下一個(gè)信號(hào)放大器，直至傳輸?shù)降孛?。每個(gè)信號(hào)放大器的長(zhǎng)度及操作與鉆桿大致相同。聲波傳輸方法已投入商業(yè)應(yīng)用452、井下自動(dòng)化聲波傳輸方法已投入商業(yè)應(yīng)用每個(gè)信號(hào)放大器還裝多個(gè)傳感器，用于實(shí)時(shí)測(cè)量鉆本柱內(nèi)及環(huán)空壓力和溫度，以及鉆柱的振動(dòng)及沖擊、拉伸、壓縮、扭矩、彎曲等情況。所有這些信號(hào)放大器構(gòu)成一個(gè)全井筒測(cè)量網(wǎng)絡(luò)，不僅隨鉆測(cè)量井底情況，還能實(shí)時(shí)測(cè)量全井筒的情況。462、井下自動(dòng)化聲波傳輸方法已投入商業(yè)應(yīng)用在頂驅(qū)裝有聲波信號(hào)接收器

18、，它通過(guò)無(wú)線的方式將所接收到的聲波信號(hào)發(fā)送到地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，再傳輸?shù)浇獯a中心進(jìn)行解碼，然后發(fā)往包括井場(chǎng)、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)作業(yè)中心在內(nèi)的多個(gè)地方。472、井下自動(dòng)化聲波傳輸方法已投入商業(yè)應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸速率較快：最大可達(dá)33位/秒；數(shù)據(jù)傳輸不受鉆井液類型、井深的限制，同樣適用于氣體鉆井和欠平衡鉆井；可對(duì)全井筒進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。缺點(diǎn)中繼站需要用高能鋰電池供電，而電池的壽命是有限的；任何一個(gè)中繼站出了故障，都可能影響聲波信號(hào)的傳輸。應(yīng)用現(xiàn)狀已投入商業(yè)應(yīng)用。48自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)成為鉆高陡構(gòu)造的殺手锏自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)能夠自動(dòng)鉆成垂直井眼，已成為鉆高陡構(gòu)造的殺手锏，鉆高難度直井的重大利器。2、井下自動(dòng)化 PowerV

19、系統(tǒng) VertiTrak系統(tǒng) V-Pilot系統(tǒng) ZBE系統(tǒng)自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)49旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)成為復(fù)雜工藝井的鉆井利器國(guó)際定向鉆井市場(chǎng)構(gòu)成 在自動(dòng)垂直鉆井系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，是定向鉆井技術(shù)的一次革命，也是當(dāng)今石油鉆井行業(yè)一項(xiàng)最尖端的井下技術(shù)裝備，已成為水平井和大位移井等復(fù)雜工藝井鉆井的重要利器。經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，其應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，越來(lái)越多地取代常規(guī)定向鉆井，國(guó)際市場(chǎng)份額已占國(guó)際定向鉆井市場(chǎng)的1/3。2、井下自動(dòng)化50旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)發(fā)展很快，已實(shí)現(xiàn)了系列化。為適應(yīng)高效開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣的需要，斯倫貝謝和貝克休斯公司相繼推出了高造斜率旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱高旋導(dǎo)），其

20、最大造斜能力范圍1518/30米，可縮短造斜井段的長(zhǎng)度，從而縮短靶前距，增加水平段長(zhǎng)度，有利于提高油氣產(chǎn)量。斯倫貝謝的PowerDrive Archer系統(tǒng) 貝克休斯的AutoTrak Curve系統(tǒng) 高造斜率旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)2、井下自動(dòng)化51造斜段+水平段鉆井進(jìn)尺 造斜段+水平段鉆井用時(shí)對(duì)比 案例1 16口頁(yè)巖氣水平井造斜段+水平段一趟鉆完鉆，平均鉆井周期銳減40%以上2012年Marcellus頁(yè)巖氣產(chǎn)區(qū)貝克休斯公司的AutoTrak Curve系統(tǒng)造斜段+水平段的平均鉆井進(jìn)尺從1813.8米增加到了2508.5米。平均鉆井用時(shí)從15.8天減至7.6天，銳減51.9%，均實(shí)現(xiàn)了“造斜段+水

21、平段”一趟鉆。平均日進(jìn)尺從114.5米/日增至328.7米/日，提高178%。加上直井段鉆井用時(shí)，平均鉆井周期銳減40%以上。2、井下自動(dòng)化52案例2 一口大約4019米深的頁(yè)巖氣水平井，二開(kāi)“直井段+造斜段+水平段”一趟鉆完鉆2012年初Eagle Ford頁(yè)巖氣水平井中（一口三維水平井，造斜井段的設(shè)計(jì)造斜率為8/30米）貝克休斯公司6-3/4英寸AutoTrak Curve系統(tǒng)，長(zhǎng)度11.58米，最大造斜率15/30米8-3/4英寸PDC鉆頭一次下井鉆開(kāi)表層套管的套管鞋，從801.9米鉆至總井深4019.7米，共鉆進(jìn)3217.8米，實(shí)現(xiàn)了二開(kāi)“直井段+造斜段+水平段”一趟鉆，減少了兩次起下

22、鉆。共用時(shí)5.95天，平均機(jī)械鉆速27.43米/小時(shí)，比鄰井縮短2.5天。2、井下自動(dòng)化532013年初Eagle Ford 頁(yè)巖氣水平井斯倫貝謝公司6-3/4英寸PowerDrive Archer，長(zhǎng)度5.06米，最大造斜率15/30米為頁(yè)巖層定制的8英寸 Spear SDi513 鋼體PDC鉆頭一趟鉆完成進(jìn)尺3277.8米，實(shí)現(xiàn)了二開(kāi)“直井段+造斜段+水平段” 一趟鉆平均機(jī)械鉆速16.76米/小時(shí)鉆井用時(shí)8天，比鄰井節(jié)省4天時(shí)間案例3 一口大約4527米深的頁(yè)巖氣水平井，二開(kāi)“直井段+造斜段+水平段” 一趟鉆完鉆大約1250米2、井下自動(dòng)化542、井下自動(dòng)化未來(lái)展望 迄今為止，在美國(guó)頁(yè)巖氣

23、、致密油水平井鉆井中，旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的應(yīng)用，使造斜段或水平段“一趟鉆”漸成為常態(tài)。利用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，特別是高造斜率旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，越來(lái)越多的水平井實(shí)現(xiàn)了造斜段+水平段“一趟鉆”，少部分水平井甚至成功地實(shí)現(xiàn)了二開(kāi)直井段+造斜段+水平段“一趟鉆”，從而大大簡(jiǎn)化井身結(jié)構(gòu)、縮短鉆井周期和降低鉆井成本。因此，我們認(rèn)為，隨著鉆頭、鉆井液、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井等技術(shù)的不斷發(fā)展，水平井兩個(gè)井段或三個(gè)井段“一趟鉆”成為水平井鉆井的一個(gè)重要的新趨勢(shì)。55鉆井信息化鉆井工程軟件包遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)作業(yè)中心井下實(shí)時(shí)信息地面實(shí)時(shí)信息多學(xué)科專家團(tuán)隊(duì) 鉆前方案設(shè)計(jì) 鉆中決策支持通過(guò)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)分析，實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)整作業(yè)方案，比如實(shí)時(shí)優(yōu)化地質(zhì)

24、導(dǎo)向；預(yù)判即將發(fā)生的井下復(fù)雜情況或鉆井事故，及時(shí)采取措施防患于未然，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，減少非生產(chǎn)時(shí)間，縮短鉆井周期；對(duì)已發(fā)生的井下復(fù)雜情況或鉆井事故進(jìn)行及時(shí)、正確的處理；減少專家長(zhǎng)途奔波，提高決策效率和質(zhì)量，減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員，提高作業(yè)安全性。 鉆后評(píng)估 降低綜合成本鉆井自動(dòng)化離不開(kāi)鉆井信息化。遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)作業(yè)中心是鉆井信息化的重要組成部分。3、鉆井信息化56貝克休斯殼牌在全球有6個(gè)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)作業(yè)中心斯倫貝謝在全球共建了10多個(gè)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)作業(yè)中心。這是一個(gè)工廠化鉆井專家團(tuán)隊(duì)哈里伯頓國(guó)際油公司和技術(shù)服務(wù)公司在全球建立了多個(gè)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)作業(yè)中心。3、鉆井信息化57貝克休斯公司在其遠(yuǎn)程作業(yè)中心開(kāi)展實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，指導(dǎo)地

25、質(zhì)導(dǎo)向，不但可以提高決策效率和質(zhì)量，還可減少現(xiàn)場(chǎng)人員，提高作業(yè)安全性。案例13、鉆井信息化58哈里伯頓公司在遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)作業(yè)中心通過(guò)隨鉆實(shí)時(shí)地質(zhì)建模技術(shù)優(yōu)化地質(zhì)導(dǎo)向，引導(dǎo)鉆頭在薄儲(chǔ)層中精確鉆進(jìn)。儲(chǔ)層厚度1.522.44米案例23、鉆井信息化59斯倫貝謝公司在遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)作業(yè)中心開(kāi)展地震導(dǎo)向鉆井（Seismic Guided Drilling）。將地震資料同隨鉆測(cè)井資料相結(jié)合，及時(shí)修正三維地質(zhì)模型，預(yù)判鉆頭前方的地質(zhì)不確定性和鉆井風(fēng)險(xiǎn)，從而及時(shí)調(diào)整井身結(jié)構(gòu)、鉆井參數(shù)和鉆井液密度、鉆井目標(biāo)和井眼軌跡，引導(dǎo)鉆頭準(zhǔn)確地鉆達(dá)目標(biāo)。案例33、鉆井信息化60遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)作業(yè)中心是鉆井信息化的一個(gè)重要組成部分，正發(fā)揮越來(lái)

26、越重要的作用。殼牌、斯倫貝謝、威德福、NOV等公司正在開(kāi)發(fā)更加智能的下一代自動(dòng)化鉆井軟件包，將更好地支持自動(dòng)化鉆井，進(jìn)一步推動(dòng)鉆井智能化。3、鉆井信息化61匯報(bào)內(nèi)容一、鉆井自動(dòng)化現(xiàn)狀二、鉆井智能化趨勢(shì)三、無(wú)人化鉆井前景四、認(rèn)識(shí)與建議62智能化鉆井是自動(dòng)化鉆井的高級(jí)階段，擁有強(qiáng)大的自主判斷、自主決策、自主操作和自主學(xué)習(xí)等自主功能。主要由地面智能化、井下智能化和智能鉆井專家系統(tǒng)構(gòu)成。智能鉆井專家系統(tǒng)地面智能化井下智能化二、鉆井智能化趨勢(shì)63管柱連續(xù)運(yùn)動(dòng)鉆機(jī)當(dāng)井深超過(guò)4500米時(shí)，平均每次起下鉆前前后后要花一兩天時(shí)間。如能提高起下鉆速度，則可縮短鉆井周期。為此，挪威WeST鉆井產(chǎn)品公司設(shè)計(jì)了一種管柱

27、連續(xù)運(yùn)動(dòng)鉆機(jī)（Continuous Motion Rig，簡(jiǎn)稱CMR鉆機(jī)）。1、地面智能化64三單根立柱額定起下鉆速度3600米/小時(shí)雙單根立柱額定起下鉆速度2700米/小時(shí)單根定額起下鉆速度1800米/小時(shí)1、地面智能化最大提升能力2 x 750噸最大鉆深能力12000米井架高度55米最大提升能力2 x 125噸井架高度33米最大提升能力2 x 200噸井架高度40米65主要特點(diǎn)（1 1）提高作業(yè)效率）提高作業(yè)效率 連續(xù)起下鉆在起下鉆過(guò)程中鉆桿做連續(xù)、快速和勻速的軸向運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中完成上卸扣，而不像常規(guī)鉆機(jī)那樣需要停下來(lái)進(jìn)行上卸扣。額定起下鉆速度3600、 2700、1800米/小時(shí)，而常規(guī)

28、鉆機(jī)的起下鉆速度只有600900米/小時(shí)； 連續(xù)下套管套管在連續(xù)下入過(guò)程中完成連接。額定下套管速度900米/小時(shí)。1、地面智能化66主要特點(diǎn) 連續(xù)循環(huán)在起下鉆和鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆井液的循環(huán)不間斷，有利于實(shí)施控壓鉆井，提高作業(yè)安全性。 連續(xù)鉆進(jìn)在鉆進(jìn)過(guò)程中，不用為接單根而停鉆和停泵，可以邊鉆進(jìn)邊接單根，從而提高作業(yè)效率。1、地面智能化連續(xù)循環(huán)與連續(xù)鉆進(jìn)過(guò)程示意圖671、地面智能化主要特點(diǎn)（2 2）提高作業(yè)安全性）提高作業(yè)安全性實(shí)現(xiàn)鉆井作業(yè)過(guò)程的全自動(dòng)，無(wú)需鉆臺(tái)工和井架工，避免人員受傷；連續(xù)起下鉆可減少或避免壓差卡鉆，以及激動(dòng)和抽吸作用引起的井筒壓力波動(dòng)，有利于維持井壁穩(wěn)定；連續(xù)循環(huán)有利于降低起下鉆、

29、接單根和下套管期間可能發(fā)生的井下復(fù)雜情況。連續(xù)鉆進(jìn)同樣可避免接單根期間可能發(fā)生的井下復(fù)雜情況（3 3）降低鉆井成本）降低鉆井成本因作業(yè)效率的提高，鉆井周期有望縮短15%以上。鉆井周期的縮短和作業(yè)安全性的提高所帶來(lái)的效益，完全可以抵消鉆機(jī)日費(fèi)的增加，并有望降低鉆井成本。 681、地面智能化主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)井架的高度和重量有所增加；鉆機(jī)相對(duì)復(fù)雜，預(yù)期成本高，鉆機(jī)日費(fèi)高，維修保養(yǎng)費(fèi)用高。691、地面智能化研發(fā)現(xiàn)狀及前景展望研發(fā)現(xiàn)狀及前景展望現(xiàn)已完成了四款鉆機(jī)設(shè)計(jì)，未來(lái)兩三年將制造樣機(jī)并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。一旦驗(yàn)證成功并投入商業(yè)應(yīng)用（公司計(jì)劃2015年以后投入商業(yè)應(yīng)用），CMR鉆機(jī)無(wú)疑將成為新一代鉆機(jī)，代表

30、鉆機(jī)技術(shù)的一次重大突破，將鉆機(jī)自動(dòng)化和智能化水平提升到一個(gè)新高度，有望大幅度縮短鉆井周期，并在陸上和海上鉆井中得到推廣應(yīng)用。701、地面智能化智能井控制系統(tǒng)集成強(qiáng)大的井控系統(tǒng)和未來(lái)的智能控壓鉆井系統(tǒng)，具有智能井控和智能控壓鉆井能力，大幅度減少非生產(chǎn)時(shí)間，提高作業(yè)效率和安全性，將成為大中型鉆機(jī)的標(biāo)配設(shè)備。強(qiáng)大的井控系統(tǒng)智能控壓鉆井系統(tǒng)智能井控制系統(tǒng)+71超級(jí)鉆頭或智能鉆頭井下實(shí)時(shí)、高速、大容量信道井下智能導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)智能鉆井液井下智能化2、井下智能化72超級(jí)鉆頭或智能鉆頭未來(lái)的超級(jí)鉆頭在高效輔助破巖方法的支持下，破巖效率更高。未來(lái)的智能鉆頭，不僅破巖效率高，還攜帶傳感器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)鉆井工程參數(shù)

31、、鉆頭工況，實(shí)時(shí)測(cè)量鉆進(jìn)中的地層。哈里伯頓正在開(kāi)發(fā)一種帶地質(zhì)導(dǎo)向儀的鉆頭，可以隨時(shí)防止鉆頭在薄儲(chǔ)層或特殊復(fù)雜地層里面通天或穿底。智能鉆井液未來(lái)的智能鉆井液將基于納米添加劑，擁有更廣的地層適應(yīng)性，具備自主穩(wěn)定井壁、自主堵漏等多種自主功能，更好地保護(hù)儲(chǔ)層和維持井筒完整性。2、井下智能化73井下實(shí)時(shí)、高速、大容量信道目前應(yīng)用最廣的井下信息傳輸方式是泥漿脈沖和電磁波，音波傳輸方式已投入商業(yè)應(yīng)用，但它們的數(shù)據(jù)傳輸速率還比較低，依然不能很好地滿足隨鉆地層評(píng)價(jià)、隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向和井下自動(dòng)化的需要，因此迫切需要發(fā)展井下實(shí)時(shí)、高速、大容量信道。2、井下智能化74井下實(shí)時(shí)、高速、大容量信道NOV“軟連接”智能鉆桿(商

32、業(yè)化應(yīng)用) 在鉆桿中預(yù)埋電纜； 鉆桿緊扣以后，兩感應(yīng)環(huán)并不直接接觸，而是通過(guò)電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)電纜“軟連接”； 信號(hào)在傳輸過(guò)程中同樣有衰減，需要每隔350450米安裝一個(gè)信號(hào)放大器（中繼站）； 數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)5.76萬(wàn)bps，而且不受流體類型的限制； 地面、井下構(gòu)成一個(gè)寬帶網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全井筒實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。2、井下智能化75井下實(shí)時(shí)、高速、大容量信道NOV“軟連接”智能鉆桿2、井下智能化不足 與其他任何一項(xiàng)新技術(shù)一樣，智能鉆桿遙測(cè)系統(tǒng)也有其不足之處，主要是：（1）需要使用預(yù)裝數(shù)據(jù)電纜的鉆桿、加重鉆桿、鉆鋌、隨鉆震擊器等鉆具，它們的成本很高；（2）每隔350450米要安裝一個(gè)信號(hào)放大器，一旦其中任何一個(gè)信號(hào)

33、放大器失靈，就可能影響信號(hào)的雙向傳輸；信號(hào)放大器IntelliLink76井下實(shí)時(shí)、高速、大容量信道NOV“軟連接”智能鉆桿2、井下智能化不足（3）完成上扣后，鉆桿接頭兩端的感應(yīng)環(huán)之間有一定間隙，因此不能通過(guò)這種有纜鉆桿能鉆桿為井下信號(hào)放大器、MWD、LWD、地質(zhì)導(dǎo)向儀、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)等井下儀器、工具供電。77井下實(shí)時(shí)、高速、大容量信道NOV“軟連接”智能鉆桿2、井下智能化前景展望NOV公司的智能鉆桿已得到了哈里伯頓、貝克休斯、斯倫貝謝和威德福等國(guó)際一流的油田技術(shù)服務(wù)公司的支持，他們都開(kāi)發(fā)了與之相匹配的井下接口短節(jié)。這種智能鉆桿已投入商業(yè)應(yīng)用，提高了鉆井效率，縮短了鉆井周期，降低鉆井成本。展

34、望未來(lái)，隨著復(fù)雜工藝井的不斷增加，智能鉆桿的應(yīng)用前景樂(lè)觀。78井下實(shí)時(shí)、高速、大容量信道美國(guó)Fiberspar公司有纜復(fù)合材料連續(xù)管（智能連續(xù)管）內(nèi)置電力線，向井下供電；內(nèi)置信號(hào)線，數(shù)據(jù)高速、雙向傳輸；耐腐蝕；重量輕，運(yùn)輸方便；成本低。2、井下智能化79井下實(shí)時(shí)、高速、大容量信道2、井下智能化有纜復(fù)合材料連續(xù)管（智能連續(xù)管）混合型連續(xù)管鉆機(jī)井下電動(dòng)鉆具及自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)置電纜向井下供電數(shù)據(jù)高速、雙向傳輸自動(dòng)導(dǎo)向電動(dòng)連續(xù)管鉆井展望未來(lái)，全自動(dòng)的混合型連續(xù)管鉆機(jī)+智能連續(xù)管+井下電動(dòng)鉆具及自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)將大大提升連續(xù)管鉆井的自動(dòng)化水平，有望實(shí)現(xiàn)智能連續(xù)管鉆井，這是實(shí)現(xiàn)智能化鉆井的另一個(gè)途徑。80井

35、下實(shí)時(shí)、高速、大容量信道Reelwell管中管（試驗(yàn)中）管中管充當(dāng)同軸電纜，向井下供電，高速傳輸數(shù)據(jù)（6.4萬(wàn)bps）雙向通訊2、井下智能化81井下實(shí)時(shí)、高速、大容量信道未來(lái)展望井下信道將向多樣化、高速、大容量、高可靠方向發(fā)展，根本解決井下數(shù)據(jù)的傳輸問(wèn)題，很好地滿足隨鉆地層評(píng)價(jià)、隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向、隨鉆前探和井下自動(dòng)化、智能化的需要。2、井下智能化82井下智能導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)未來(lái)的井下智能導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是當(dāng)今旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)的升級(jí)換代產(chǎn)品，其主要特點(diǎn)包括：隨鉆測(cè)井功能更強(qiáng)，并有隨鉆前探能力；隨鉆取樣及實(shí)時(shí)分析；通過(guò)智能鉆桿實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速、雙向傳輸；旋轉(zhuǎn)閉環(huán)導(dǎo)向；智能三維導(dǎo)向：具備所有定向鉆進(jìn)功能，自動(dòng)引導(dǎo)

36、鉆頭向“甜點(diǎn)”鉆進(jìn)。2、井下智能化83未來(lái)的智能鉆井專家系統(tǒng)將地面智能化和井下智能化組成一個(gè)有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)大閉環(huán)控制，統(tǒng)一指揮，協(xié)調(diào)行動(dòng)。未來(lái)以智能鉆井專家系統(tǒng)為核心的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制中心，將具有更強(qiáng)大的功能、更高的智能化水平、更強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)和記憶、自主決策能力，并具有一定的遠(yuǎn)程控制能力，大幅度減少現(xiàn)場(chǎng)人員，顯著提高鉆井效率和安全性，降低綜合成本，并成為未來(lái)數(shù)字油田實(shí)時(shí)三維可視化數(shù)據(jù)中心的一個(gè)重要組成部分。云計(jì)算人工智能遠(yuǎn)程控制智能鉆井專家系統(tǒng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制中心更強(qiáng)大的功能更高的智能化水平更強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)和記憶、自主決策能力3、智能鉆井專家系統(tǒng)84匯報(bào)內(nèi)容一、鉆井自動(dòng)化現(xiàn)狀二、鉆井智能化趨勢(shì)三、鉆井無(wú)

37、人化前景四、認(rèn)識(shí)與建議85在近海油氣生產(chǎn)中，現(xiàn)已大量應(yīng)用無(wú)人值守的生產(chǎn)平臺(tái)。隨著鉆井自動(dòng)化、智能化水平的不斷提升，以及機(jī)器人技術(shù)、信息技術(shù)、遠(yuǎn)程控制等技術(shù)的發(fā)展，鉆井無(wú)疑也將向無(wú)人化方向發(fā)展。目前國(guó)外在研或設(shè)想的無(wú)人化鉆井系統(tǒng)主要包括：獾式鉆探器；機(jī)器人鉆井系統(tǒng)；海底鉆機(jī)。三、鉆井無(wú)人化前景861、獾式鉆探器常規(guī)勘探鉆井鉆機(jī)泥漿套管、水泥大量燃料二三十人惡劣的地面條件費(fèi)用大風(fēng)險(xiǎn)大87不用鉆機(jī)和鉆桿主要靠自身重量施加鉆壓自帶電纜，邊鉆進(jìn)邊施放電纜通過(guò)電纜向井下供電，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速、雙向傳輸井下電動(dòng)鉆具自埋式（不用泥漿，也不用水泥套管固井）1、獾式鉆探器獾式鉆探器（挪威獾式鉆探器公司）881、獾式

38、鉆探器操作操作獾式鉆探器的操作非常簡(jiǎn)單。在海上，可通過(guò)一艘補(bǔ)給船將其吊在海里，借助水下機(jī)器人放到海底的開(kāi)鉆位置。接通電源后，靠其自身重量開(kāi)始自動(dòng)鉆進(jìn)。獾式鉆探器是一次性的，一旦開(kāi)鉆，就不起鉆，因?yàn)樯戏骄脖粔簩?shí)后的巖屑所充填。891、獾式鉆探器獾式鉆探器實(shí)質(zhì)上是一種無(wú)鉆機(jī)的井下自動(dòng)鉆探器，有望大幅度降低勘探成本。但其潛在的不足有：（1）不用鉆井液也許是獾式鉆探器的致命缺陷，導(dǎo)致鉆屑難以及時(shí)清除，重復(fù)破碎在所難免，破巖效率低，鉆速很慢，鉆頭和井下電動(dòng)鉆具得不到冷卻，難以保證長(zhǎng)壽命。（2）無(wú)法起鉆更換鉆頭和電動(dòng)鉆具，井下系統(tǒng)一旦中途失效，則無(wú)法鉆達(dá)目標(biāo)。當(dāng)前在有泥漿冷卻的情況下，鉆頭和井下電動(dòng)鉆具

39、一次下井完成兩三千米是小概率事件。在無(wú)泥漿冷卻的情況下，概率更小。（3）巖石破碎后，體積增大，要將其全部壓入上方井筒并確保不下墜，難度很大。在大力擠壓巖屑的過(guò)程中如何確保電纜完好無(wú)損也是個(gè)難題。（4）由于所鉆的井筒被巖屑充填，只能用于油氣勘探或永久監(jiān)測(cè)，不能轉(zhuǎn)為開(kāi)發(fā)井。901、獾式鉆探器前景展望前景展望獾式鉆探器的研發(fā)工作尚在進(jìn)行中，且進(jìn)展不大，目前尚處樣機(jī)開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)階段。樣機(jī)的功率約10千瓦，長(zhǎng)度約25米，設(shè)計(jì)鉆深能力3000米。未來(lái)一旦研發(fā)成功，無(wú)疑將是勘探鉆井的一次革命，但因存在諸多不足，研發(fā)成功的難度超乎想象。研發(fā)中的獾式鉆探器 91研發(fā)中的機(jī)器人鉆井系統(tǒng) 挪威機(jī)器人鉆井系統(tǒng)公司與美國(guó)

40、國(guó)家航空航天局（NASA）合作人工智能機(jī)器人+遠(yuǎn)程控制無(wú)人化鉆井所配備的人工智能機(jī)器人具有自主學(xué)習(xí)、記憶和判斷、自主決策、自主操作等功能，不僅能自主完成簡(jiǎn)單重復(fù)性操作，還能完成復(fù)雜操作。 研發(fā)中的人工智能機(jī)器人2、機(jī)器人鉆井系統(tǒng) 922、機(jī)器人鉆井系統(tǒng) 優(yōu)勢(shì)全自動(dòng)：地面操作實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)；智能化：整個(gè)系統(tǒng)具有很高的智能化水平，以及自主操作和自主決策等自主能力。無(wú)人化：現(xiàn)場(chǎng)無(wú)作業(yè)人員，多學(xué)科專家團(tuán)隊(duì)在遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制中心進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。安全環(huán)保：現(xiàn)場(chǎng)無(wú)作業(yè)人員，顯著提高了作業(yè)的安全性。整個(gè)鉆井系統(tǒng)設(shè)計(jì)緊湊，占地面積小。不足：機(jī)器人鉆井系統(tǒng)非常復(fù)雜，可靠性是個(gè)潛在的問(wèn)題；維護(hù)保養(yǎng)也是個(gè)問(wèn)題；制造費(fèi)用和使用費(fèi)

41、用一定很高。932、機(jī)器人鉆井系統(tǒng) 機(jī)器人鉆井系統(tǒng)尚處實(shí)驗(yàn)室研究階段。因研發(fā)難度很大，我們認(rèn)為未來(lái)10年內(nèi)研發(fā)成功的概率很小。未來(lái)一旦研發(fā)成功，將首先應(yīng)用于深水超深水、北極、沙漠等惡劣環(huán)境，并給鉆井帶來(lái)一次深刻的革命。即使研發(fā)不成功，也將在一定程度上推動(dòng)鉆井向自動(dòng)化和智能化方向的發(fā)展。94 由于深水鉆井環(huán)境十分惡劣（風(fēng)、浪、流、冰等），深水鉆井需要大型浮式鉆井裝置半潛式鉆井平臺(tái)和鉆井船。它們的造價(jià)極高，目前平均造價(jià)在5億美元以上，鉆機(jī)日費(fèi)最高的已超過(guò)70萬(wàn)美元。暴漲的鉆機(jī)日費(fèi)大幅度推高了深水鉆井成本。倘若不用大型浮式鉆井裝置就能鉆井，必將節(jié)省大量的鉆井成本，還能避開(kāi)惡劣的海洋環(huán)境對(duì)鉆井作業(yè)的干擾。為此，國(guó)外有人提出了海底鉆機(jī)的設(shè)想，并有多家公司參與研究，提出了多種方案 。3、海底鉆機(jī) 953、海底鉆機(jī) 研發(fā)中的機(jī)器人鉆井系統(tǒng) 海底鉆機(jī)示意圖963、海底鉆機(jī) 主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)這些海底鉆機(jī)方案的共同特點(diǎn)主要是： 無(wú)需鉆工。 壓力補(bǔ)償式密閉裝置：零排放。 全自動(dòng)化：鉆井、完井和修井。 遙控：司鉆只需在小型浮式輔助船上進(jìn)行遙控。浮式輔助船還用于運(yùn)送海底鉆機(jī)模塊