在油氣勘探開發領域,深井作業向來是技術難度大、風險系數高、成本投入多的關鍵環節。而連續管裝備憑借安全、高效、清潔的特點,如同為油藏地層量身打造的“微創手術器械”,廣泛應用于鉆井、完井、測井、采油、修井等多個場景,還逐步向水合物鉆采、地熱開發等新興領域拓展。近日,由工程技術研究院江漢機械研究所自主研發的大噸位大管徑自動化連續管作業機問世,為油氣勘探開發帶來了數字化、智能化的全新變革。
長期以來,傳統連續管裝備雖已發展近20年且相對成熟,但在作業過程中卻面臨著“看不見、摸不準”的困境。整個作業流程高度依賴人工經驗,井下數據傳輸存在明顯滯后,就像在黑暗的巷道中摸索前行。特別是在非常規井和超深井開發中,井況愈發復雜,施工風險大幅增加,自動化程度低的弊端愈發突出,成為制約油氣高效開發的重要因素。
面對這一難題,2020年,江漢機械研究所緊跟行業智能化轉型的步伐,毅然啟動了自動化連續管作業機的研制工作。研發團隊深入一線,充分調研實際需求,在保留人工監控習慣的基礎上,巧妙融入傳感采集、邏輯判斷、總線控制等先進技術,以電控液系統構建底層架構,通過編程實現部件的自動運轉。同年,第一代橇裝自動化連續管作業機在遠安頁巖氣區塊成功亮相,為后續的迭代升級奠定了堅實基礎。
四川盆地的頁巖氣開發,是對裝備技術的嚴峻挑戰。該區域氣藏具有“三多、三高、三低”的顯著特征,隨著開發向深層超深層推進,井深和水平段長度不斷刷新紀錄,川渝區塊80%以上的水平井完鉆井深超過6000米。現有的裝備在提升力、鉆壓加載等方面存在明顯不足,作業風險也居高不下,嚴重制約了頁巖氣的安全效益開發。
在長寧—威遠國家級頁巖氣示范區,這款大噸位大管徑自動化連續管作業機迎來了實戰考驗。截至目前,該裝備已累計完成超80井次作業,涵蓋了通刮洗、測井、射孔、鉆磨可溶橋塞等全工藝流程,成功攻克了7000米級超深井、3000米超長水平井的復雜工況。在作業過程中,全流程實時監測、一鍵自動巡航、遠程實時監控等功能穩定可靠,不僅實現了“一趟鉆”的高效作業,還在降本增效方面取得了顯著成效。單井可節約成本20余萬元,若按年作業50口井計算,單機每年可節約成本達1000萬元。
9月28日,國家能源局公示了第五批能源領域首臺(套)重大技術裝備名單,江漢機械研究所的大噸位大管徑自動化連續管作業機成功入選。這一成果不僅標志著該裝備的技術水平已躋身國際先進行列,更意味著我國在高端油氣裝備領域實現了關鍵突破,為油氣勘探開發裝備的自主可控提供了核心支撐。
工程技術研究院江漢機械研究所一級工程師段文益,深耕連續管裝備研發領域15年,見證了國產裝備從起步到成熟的艱難歷程。他表示,當傳統手動操作帶來的低效率和高風險成為行業發展的痛點時,研發自動化系統就成了必須跨越的難關。在過去的5年里,研發團隊經歷了從0到1的艱難破局,也收獲了夢想成真的喜悅。這不僅是一場鋼鐵與代碼的對話,更是對“無人化”愿景的不懈追求。
在研發過程中,團隊面臨著諸多卡點難題,如數千米井下數據的測傳譯控、注入頭在多變量下的精準調速、多源信號的抗干擾整合等。為了攻克這些難題,團隊被拆分為機械、控制、軟件三個小組,白天在試驗場記錄上千組數據,夜晚則圍繞數據模型爭論參數優化,常常工作到深夜。如今,看著這臺初具雛形的裝備,它仿佛擁有感知壓力的“觸覺”、分析工況的“大腦”和精準執行的“臂膀”,每一次順暢運行都是多學科智慧的完美共振。當在川渝頁巖氣井看到它實現一鍵巡航,聽到現場工人說“以前3人干的活,現在一人盯就行”時,段文益深刻感受到,他們不僅在突破技術壁壘,更在參與行業的時代變革。











