| 标题 | 试论钻井平台电控系统的发展趋势 |
| 范文 | 栗慧燕 熊宁香 摘 要：随着现代社会经济科技技术的不断发展，钻井平台中的相关设备也在进行着一场又一场的技术革命，而技术的革新离不开合理而正确的研究方向。本文从钻井平台电机电控系统的发展历史出发对未来电控系统的发展趋势做出相关论述。1995年我国第一台以模拟控制为主结合PLC控制的电动钻机研制成功，在这之前我国钻机主要采用机械驱动；20世纪90年代末，我国开始进行电动钻机全数字电控系统的研究，该技术因具有自诊、运行、显示和保护等特点成为了近几年来电控系统技术研究的主流；目前我国又开始在全数字电控控制技术基础上，进行智能化钻机电控系统的研究和相关技术开发。 关键词：钻井平台；电动钻机；电控系统；发展趋势 中图分类号：TP23 文献标识码：A 1 钻井平台电控系统的发展背景 一个国家的资源开发量会影响到这个国家的能源稳定性甚至是经济安全。而油气资源的开发量更是对整个国民经济的发展具有至关重要的意义。目前我国国内油气工业发展存在着加快发展速度与资源短缺的矛盾、环境友好型社会与环境污染问题的矛盾等一系列的问题，而国外油价又在不断地攀升，使得油气资源供需矛盾日益明显并严重阻碍了我国经济的发展。因此，提高油气资源的产量、增加油气的开发已经成为我国实现能源可持续发展的一大战略要点，而要解决这一系列的问题就不得不加快油气开发进程和发展我国的石油装备工业。在这样的背景下，我国钻井平台的相关装备都在不断更新完善，因电动钻机的电控系统发展将会对整个石油工业的开采量产生较大的推动作用，各国的研发人员对其的开发研究重视程度也很高。 2我国钻井平台电控系统的发展趋势 2.1 电控系统发展智能化 近几年来智能化相关技术获得了突飞猛进的发展，我国也进入了智能化钻机电控系统的研究和技术开发阶段。主要原理是将智能化技术与现代控制理论相结合。预计创造出的智能化钻机电控系统可以按照钻井平台实时工况自动完成设计任务；并拥有自诊断功能，从而在实际工作中减少人为因素和失误以及设备工具的故障率。 具体来讲，智能化钻机电控系统的第一大优点是电控系统在钻机正常工作的情况下可以快速而准确地获得实时数据，并由控制中心进行整体控制、依据预测算法库和原始数据库，对电动钻机智能化的正常运行进行双重保证。 智能钻具电控系统技术的另一大优点是可以联接井下的全部分离部件，这一联接是由能传输数据到其他部件且相互没有电气联接的变送器构成。在这一功能中智能钻具系统的双向传输数据速率可达2Mb/s。 总得来说，智能化钻机电控系统不仅能够支持高精度随钻测井仪器，还可以协调控制井下机械装置，因此它的开发应用必将是未来电控系统的发展方向。 2.2 电控系统发展网络化 电控系统发展网络化的实现方式主要有两种：第一通过网络将各控制检测等部件相连；第二将钻井过程所需的资源进行共享，因而分为了现场总线网络和外部网络。现场总线网络是指电控系统先将发电控制单元、传动柜、PLC 、HMI等相连接，再将多台钻机联网，建立企业内网，来对各个电动钻机进行调度以实现最优组合。 现场总线网络的布置，既包括地面以上的网络布置，也包括在井下的相关网络布置。井下的每个仪器设备都具备有检测或中继数据功能的节点。而这些节点有一个共同特点：具有唯一的地址。这种电控系统的设计研究使得钻井平台上的不同仪器设备间的信息传输可通过网络协议软件和硬件进行双向通讯，即不仅能够高速传出井下相关开采数据，还可以将相关工作人员的指令传入井下仪器设备，使相关开采设备受到人为的一些约束性。外部网络则是指电控系统与外部其他控制系统相连的部分，其主要功能是对钻机的进行远程控制和无人化操作。若将这两部分网络建成便可极大地提高钻井的安全可靠性和生产效率，因此必将成为未来电动钻机电控系统的另一发展方向。 2.3 电动钻机电控系统发展开放化 电动钻机的电控系统开放化简单来说就是实现电控系统的互操作性、可移植性、可扩展性和可互换性等几大特点，具体来说就是对电控系统软硬件统一相关标准，使其可以进行互相联接，进而可以在不同的平台上有效地运行并能与其他应用系统相互操作，形成用户交互的统一风格。 而且近几年随着计算机软硬件技术的不断发展，研制出可配置自动钻机系统已经不再是难题。现已研发出来的开放性系统软硬件的柔性很好，其基本配置也较易改变，从而可以让第三方在原系统配置上进行开发。而且有第三方软硬件作为系统的扩展，也可以实现数据共享。开放化电控系统因其方便生产管理，并可提高钻井效率的特点也必将成为电控系统的又一发展方向。 结语 科学技术的发展是无止境的，仍有许多未知领域需要人们的不断探索发现，虽然近几年来控制策略、控制技术和控制装置得到了较大的发展促进了电控系统理论的完善和电动钻机性能的提高，但具体到钻井平台的电控系统的实际应用研发上，我们仍面临许多问题亟待解决，如研发智能控制器的使其用微控制器对柴油发电机组的进行自动控制和研究开发电控系统中自适应与专家决策系统，提高钻机智能化水平的问题以及研究电控系统软硬件的兼容性和井下测量诊断相关技术问题。然而就目前来看钻井平台的电控系统智能化、网络化、开放化是必然趋势，若能尽快实现必将对现代钻机的发展产生极为深远的影响。而从长远来看，国外正在研发完善的新型激光石油钻机，一旦研发成功用于生产实践便会很快突破现代钻机电控系统的发展范畴。 参考文献 [1] 张建成.石油钻机电气传动系统的最新发展.电气传动，2004，34（4）：8-11. [2]王代华.电驱动石油钻机电气传动系统控制系统设计研究.电气传动，2005，35（8）：3-8. [3]廖默生.2005年末全球油气勘采进展及至2010年预测[J].中国海洋平台，2007，22（1）：1-7. [4]王传荣.世界海洋油气资源钻采设备发展现状与趋势[J].船舶物资与市场，2006（6）：13-15. [5]杨斌，高峰，颜刚.国产石油钻机发展方向探讨[J].石油矿场机械，2005，34（5）：37-39. |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。