一键式人机交互7000米自动化钻机。西南油气田公司供图

　　截至12月10日，我国首套一键式人机交互7000米自动化钻机投入工业性试验达100天，各项参数达标，安全平稳运行。

　　12月1日，一键式人机交互自动化钻机承钻的首口井威204页岩气区块H62-4号井告捷，顺利钻至5320米，较目标周期提前6.78天完钻。

　　9月1日，我国首套一键式人机交互7000米自动化钻机，在四川长宁—威远国家级页岩气示范区，中国石油川庆钻探公司威204H62平台正式投入工业性试验。

　　5月7日，由中国石油宝鸡石油机械有限责任公司牵头研制的国内首套一键式人机交互7000米自动化钻机，顺利通过出厂验收，标志着我国成为全球少数可自主研制自动化钻机的国家。

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　　历时三年，创新引领，质的飞跃。

　　一键式人机交互7000米自动化钻机作为国家科技攻关任务，依托中国石油重大科技专项《重大工程关键技术装备研究与应用》，由宝石机械联合川庆钻探、工程院、渤海钻探、管研院等单位共同研制完成。该钻机创新设计理念，突破了一键式人机交互和独立建立根等多项技术，更加高效、先进、安全，被誉为钻井工程领域的“国之重器”。

　　目前，该钻机已获得10余项发明专利授权，形成了5大创新技术，研制了8套关键设备，开发了3套核心软件，填补了“一键式人机交互”“独立建立根”等国内空白。

　　一个按钮控全程

　　钻井工从“蓝领”变“白领”

　　何为“一键式人机交互”？控制人员只需按下一个按键，就能实现钻机多个设备的协同联动和数据的实时交互，帮助钻井工人高效完成复杂的作业任务，从繁重的体力劳动中解放出来。一个按键即可实现多个设备复合联动、交叉运行、无缝衔接。

　　与常规钻机相比，该钻机在建立根过程中，钻台面和二层台不再需要员工辅助工作，仅由司钻一人控键就可完成从地面钻杆输送到立柱建成的所有步骤。

　　“本套钻机是国内首台具有独立建立根和一键式人机交互智能控制的钻机，核心部件和软件是首次创新研发并具有完全自主知识产权。”中国石油宝石机械国家研究中心智能控制研究所副所长杨双业说，在钻机研制过程中突破了多项技术瓶颈，通过机器人自动感知、精准定位、智能协同等技术，在井口区8平方米的范围内整合了11种设备的360余个动作，实现了并行自动化作业，有效提升了操作效率。

　　除此之外，该钻机还具备“三高一优三降低”的显著特点。

　　自动程度高，配备6套机器人，关键作业流程及井口辅助操作全面自动化，大幅减少井队人员配置；安全水平高，具有动态防碰管理、司钻辅助操作、钻机无线遥控起放等功能，实现作业现场本质安全；作业效率高，建立根、甩钻具与钻进同步进行，将以往多组串联作业变为并行作业，有效缩短钻井时间；操控性能优，只需1名控制人员在恒温控制室内，就能控制钻机运行，实现“一个按钮控全程”，让钻井工人从“蓝领”变为“白领”。

　　据悉，该钻机于2018年研发，2020年11月完成样机制造并进行厂内试验，今年5月7日顺利通过出厂验收，9月1日在威204H62平台正式进入工业化试验阶段。

　　多项纪录解难题

　　突破“传统模式”的创新成果

　　在过去的100天里，一键式人机交互7000米自动化钻机除了安全平稳运行外，还取得多项亮眼成绩。

　　降本减负——井队人员配备20人量级，相比标准人员配置降低1/3以上；与常规钻机相比，钻井工人重体力劳动降低90%；与进口自动化钻机相比，采购成本降低1/3以上，实现钻井作业“省人、省心、省力、省时、省钱”目标。

　　提质增效——该钻机在威204H62-4井共取得“三开一趟”最深、机械钻速最快、水平段井段最长、旋导钻进周期最短和储层钻遇率、靶体钻遇率100%等多项纪录。

　　“目前这套钻机在现场实验过程中，各项性能指标均达到了设计要求，参数与设备运转正常，我们有信心用好这台设备。”操作该钻机的中国石油川庆川东钻探70262队队长赖青鹏信心满满，“一键式人机交互7000米自动化钻机的工业化试验阶段的要求，是在年底前完钻一到两口井，我们有信心完成钻完井任务。”

　　据了解，一键式人机交互7000米自动化钻机在工业化试验阶段已完成6类16项试验，各项功能和性能指标优异，达到了设计预期。

　　数次升级提效益

　　打造可复制可推广的“鲜活样板”

　　威204H62平台位于四川省内江市，是一口储量丰富的高页岩气井，承钻该井的正是一键式人机交互7000米自动化钻机。该钻机于今年7月进入井位安装调试，在试运行过程中已经建立了187柱立根，平均每柱用时10分，单柱最快用时9分钟。

　　据了解，该平台已实现“2开1完”，已完成威204H62-4井钻完井作业，目前在威204H62-3井进行三开作业，井深3460米，总共完成进尺8780米，试验周期96.7天，预计本月25日左右完成整个试验。

　　下一步，宝石机械公司将联合川庆钻探等参研单位，重点抓好现场应用试验，优化钻机操控流程、各组件配置，促进转化应用，把一键式人机交互7000米自动化钻机打造成为我国钻机自动化发展过程中的标志性成果，助推我国由钻机制造大国向制造强国迈进。（房金）