钻井自动化技术在石油行业中的应用
摘要：钻井是石油生产中的重要环节，关系到石油生产的产量及质量。

为提升我国经济的整体实力，推进工业领域各行业的发展，利用先进的自动化技术提升企业的钻井技术已发展成为必然趋势。

关键词：石油行业；钻井自动化技术；应用
一、钻井的基本组织构造
石油钻机当中包含了各项操作功能，当中包含了旋转钻进操作体系、钻具升降操作体系、传动以及操纵体系等等各项操作设备。

钻井工艺的基本要求，就是石油钻机需要拥有钻具能力、旋转钻进操作能力以及循环洗井操作能力等等。

而升降钻具需要石油钻机不论是升还是降的速度，都应该保持在一个较快的速度当中，并且载重能力需要足够的强大，才能够满足井下事故的处理要求以及钻具等等的基本需求。

简单的说，石油钻机的起降工作都是通过升降操作体系完成的。

旋转钻进的操作能力需要石油钻机的旋转速度以及旋转的距离都有足够的保证力度，才能够符合钻头和钻具在旋转钻进过程当中的具体需求。

二、我国石油钻井开采现状
（1）生产效率低下
受历史原因影响，我国的石油开采技术和技术人员业务素质相对于西方欧美发达国家仍有一定差距。

主要表现在：设备操作难度大，操作人员对采油钻井技术运用不娴熟，企业开采效率低下等。

可见，早期的石油开采技术对石油企业发展有着较大的制约。

（2）石油产量过低
由于我国石油企业的石油钻井技术没有先进的智能化勘测应用，使得石油企业在生产过程经常发生油井定位失效、油气层位置不合理的现象，为原油生产工作带来极大不便，造成石油产量过于低下。

（3）成本投入与回收周期过长
石油行业的一个显著特点就是前期的高额的成本投入以和快速回收。

但我国的石油企业通常都是前期进行大量投资后，在相当长的时间较难收回成本，如：油井的日常维护保养、原油存储等。

所以，石油企业资金成本周转速度较慢严重影响了自身的经济收益与，使得石油企业发展缓慢，在同国外企业竞争中处于不利位置。

（4）设备和工艺过于陈旧
目前，我国的石油企业传统钻井主要依靠人力冲钻，而固井则没有采用水泥砂浆进行加固，可见，陈旧的开采工艺浪费了较多的人力资源。

此外，钻井设备装备数量较少也在一定程度上加大了原油的开采难度。

通常情况下，石油都分布在地理位置分布较特殊的区域，如，岩石层坚硬的地区。

钻井设备的缺乏，对于岩层钻进将产生不利影响，降低了生产效率。

三、石油钻井自动化技术应用的必要性
正如前文所述我国传统的石油开采如果采用传统的方式，必然会制约石油资源的有效利用。

因而有必要加强石油钻井自动化技术的应用。

石油钻井自动化技术应用的必要性主要体现在提高石油企业的开采效率、提高石油产量以及提高钻井的工艺水平等方面。

以石油钻井的勘测技术的应用为例，通过合理的工艺流程的应用，避免油井定位出现失效，以准确的油气层位置，确保原油产量达标。

又如上文所所提到的我国石油分布的地理位置通常都是岩石层坚硬等比较特殊的区
域的实际问题，可以通过钻井自动化技术的应用，针对不同区域的地层地质情况，提高钻井机的承受强度，防止石油生产的持续性受到限制。

又如石油钻井自动化
技术的应用可以有效的提高钻井和固井的质量水平，譬如固定的支撑结构更加稳固，同时采用水泥砂浆进行加固[3]。

综上所述，我国的石油企业有必要结合自身
的情况加强石油钻井自动化技术的应用。

四、钻井自动化技术在石油行业中的应用
在石油行业中，为了获得最佳的油气产能，必须加快油气田勘探开发的效率，钻探出更多优质的井筒，才能达到预期的产能指标。

在石油生产过程中，自动化
钻井技术也在不断发展变化中，不断应用高新的技术措施，结合自动化的钻井设备，达到最佳的钻探施工的效率。

未来石油钻井施工，必须实施自动化钻井施工
技术。

4.1井下闭环钻井技术的应用
井下的闭环系统能够实现井筒钻探施工的井眼轨迹控制，将钻探施工过程中
的各种信息传输到中心电脑，通过电脑系统的分析和处理，发出指令，控制钻具
的施工过程，整个钻头的钻进过程均由计算机控制，不需要人为的操作，提高钻
井施工的精度，达到设计的井眼轨迹，钻探出优质的井筒，达到预期的钻井施工
效率。

通过井下的电脑和地面计算机的对比分析，实时监测井下的施工状态，采取
必要的技术措施，保证钻头沿着设计的井眼轨迹钻探，提高钻井施工的精准程度。

通过井下的无线测井仪器设备的应用，结合可控制的井下钻井工具设备，井下微
电脑的设计和监测，达到井下钻探施工的自动化，实现高效钻探施工的目标。

4.2自动化钻井必须解决的技术问题
为了达到钻井施工全过程的自动化，实现智能化的管理目标，满足数字化油
田生产管理的需要。

在石油行业的钻井施工过程中，合理解决自动化钻井的技术
难题，实现最佳的钻探施工效率。

地面钻机的自动控制和管理，通过地面钻机的动力，带动井下的钻头旋转，
才能达到破碎岩石的效果。

优选最佳的自动控制的钻机，使其满足自动化钻井施
工系统的技术要求，才能达到预期的钻探施工效果。

优选合适的钻井液，固井泥浆，应用钻井液的输送和控制设备，实现钻井液
的正常循环，达到正常钻探施工的技术要求。

通过自动固井施工技术的应用，提
高固井施工的效果，保证钻井施工全过程的安全，达到设计的钻探施工的质量标准。

自动化钻井技术最关键的组成部分是专家系统，将钻井施工设计的内容和实
际钻探施工的施工参数都纳入到专家系统，通过专家系统的分析，及时发出操作
指令，控制自动化钻井设备实施钻井施工。

将地质导向钻井技术措施和随钻的测
试技术措施应用于自动化钻井施工中，对随钻无线测量模式的更新，获得实时的
钻探施工参数，为电脑系统提供现场的生产数据资料，通过专家系统的分析，达
到自动控制的效果。

避免由于数据传输的错误，而导致钻井施工的质量问题，影
响到钻井施工的进度，增加钻井施工的成本，降低了油田开发的经济效益。

4.3自动化钻井设备的优选
为了达到自动化钻井施工的目标，选择最佳的钻井施工设备，实现钻机的自
动控制，必须优选自动化的钻机系统，才能适应自动化钻井施工的需要。

全自动
监控系统设备的应用，对井控系统，井口的防喷系统以及应急系统的更新，适应
自动化钻井的技术要求。

针对特殊的钻井施工，优化设计各种钻井设备和设施，
使其适应自动化钻井技术的需要。

对井口装置、防喷器组、电液井控设备以及节流管汇系统、驱动系统进行优化，通过自控系统对其进行自动的控制和管理，达到钻井施工的自动化程度，适应现代化钻井技术的技术要求。

结语
综上所述，传统的石油钻井技术存在一系列的弊端，制约石油资源的有效开采，因此我们有必要采用钻井自动化技术。

石油钻井自动化技术的应用，能够解决石油开采难的问题，提高石油的产量，譬如石油钻井的勘测技术和钻井的工艺水平，笔者认为需要从勘测智能化技术、存储虚拟化技术、调控自动化技术三个角度，在检测并确定原油资源区域存在的基础上，在钻井之前收集该区域的相关数据，同时需要依托计算机平台，用于各种数据的综合性分析，并借助计算机、通信、信息化等技术，维护钻井施工现场的秩序，提高石油钻井的质量。

参考文献：
[1]蔡德若.石油钻井自动化关键技术应用方案分析[J].中国新技术新产品，2013（8）：162-163.
[2]秦景峰，李伟芝.浅谈石油钻井自动化关键技术的应用[J].科技创业家，2013（12）：55.
[3]蔡德若.石油钻井自动化关键技术应用方案分析[J].中国新技术新产品，2013（8）：162-163.
[4]孙山峰.石油钻井自动化以及应用过程的现象分析[J].中国石油和化工标准与质量，2012（3）：149.。