國(guó)外在1994年(nián)已生産出了全自(zì)動化鑽機(jī)樣機(jī)。 現已研制出自(zì)動化、智能化電動鑽機(jī),在鑽井實踐中取得了較好的(de)使用效果。

(1)美國(guó)W-N Apache聯合公司自(zì)動化鑽機(jī):其研制的(de)自(zì)動化石油鑽機(jī),采用動力水龍頭鑽井方法,配備了自(zì)動移運和(hé)排放立根系統;采用微機(jī)控制系統,以監控鑽機(jī)操作各工序正常作業;鑽井深度為(wèi)6096m.其特點是鑽機(jī)的(de)總重量較輕,安裝拆卸時間減少 50%;采用自(zì)動化控制系統,可(kě)在1min之內(nèi)完成接單根作業,節約鑽井時間12%~15%;全鑽機(jī)隻需要2人進行(xíng)操作。

(2)挪威自(zì)動化鑽機(jī):挪威Temco公司生産的(de)全自(zì)動化鑽機(jī),采用液壓驅動的(de)頂部驅動鑽井系統,選用了一(yī)種輕型鑽機(jī)結構,可(kě)降低(dī)鑽井成本;采用機(jī)器人進行(xíng)操作,在鑽機(jī)中采用了許多新材料和(hé)智能技術,使鑽井作業全自(zì)動化。 

(3)小井眼自(zì)動化石油鑽機(jī):采用動力水龍頭鑽井方式,液壓大鉗、自(zì)動卡瓦、水平堆放鑽杆,由機(jī)械手進行(xíng)移運與排放。該鑽機(jī)自(zì)動化程度較高(gāo),接單根時間隻需要 6s。 實際應用中,電驅動鑽機(jī)比機(jī)械驅動鑽機(jī)具有(yǒu)更好的(de)經濟效益。我(wǒ)國(guó)電動鑽機(jī)電氣控制系統的(de)研究始于20世紀70年(nián)代中期.20世紀80年(nián)代末,在借鑒國(guó)外先進技術的(de)前提下,生産出我(wǒ)國(guó)第一(yī)台直流驅動的(de)ZJ45D陸地(dì)電動鑽機(jī)。20世紀90年(nián)代,通過引進國(guó)外核心電氣控制模拟單元,生産出深井直流電動鑽機(jī),如(rú)ZJ50D和(hé)ZJ70D。20世紀90年(nián)代後期,在引進國(guó)外全數字控制技術的(de)基礎上,開始全數字鑽機(jī)電氣控制系統的(de)研究,如(rú)采用國(guó)外數字直流調速器,将模拟控制直流電動鑽機(jī)升級為(wèi)數字控制直流電動鑽機(jī)。全數字電控系統是目前電控系統的(de)主流,它是用微處理(lǐ)器實現軟件控制,具有(yǒu)完善的(de)故障自(zì)診斷、運行(xíng)、顯示和(hé)保護功能。全數字控制系統各環節的(de)控制參數可(kě)實時調整,以滿足鑽井工藝的(de)新要求和(hé)鑽井工況的(de)實時變化。

近幾年(nián)将交流變頻調速技術應用于石油鑽采設備上,生産出全數字交流驅動電動鑽機(jī)。交流驅動電動鑽機(jī)采用了交流變頻調速技術,能夠适應鑽井工藝的(de)要求,簡化了鑽機(jī)的(de)機(jī)械結構,減輕了維護保養工作,提高(gāo)了安全性、可(kě)靠性和(hé)移運性,且絞車體積小、質量輕、故障少、維護方便;調速範圍寬,可(kě)實現無級調速;能夠以極低(dī)的(de)速度恒扭矩輸出,實現數控恒鑽壓自(zì)動送鑽,對提高(gāo)鑽井時效、優化鑽井工藝、處理(lǐ)井下事故等十分有(yǒu)利。新型司鑽控制系統控制精确、操作簡單,使司鑽擺脫了繁重的(de)體力勞動,并注重了操作技巧和(hé)鑽井參數的(de)優選。

國(guó)內(nèi)目前電動鑽機(jī)電氣控制系統在控制技術上有(yǒu)模拟控制和(hé)數字控制兩種形式。驅動方式上有(yǒu)直流驅動和(hé)交流驅動。電控裝置品種齊全,可(kě)滿足用戶的(de)不同需求。 在功能上增加了起、下鑽過程的(de)位置閉環控制功能(即防止上碰下砸功能),外加盤式刹車的(de)使用,由此既保證了設備的(de)安全運行(xíng),又減輕了司鑽的(de)操作緊張程度;同時還增加了自(zì)動送鑽功能,達到了恒速恒壓鑽井,以适應不同的(de)岩層結構,提高(gāo)鑽井質量。