在油气勘探开发领域,数千米深的井下作业向来是极具挑战性的“硬骨头”。这里技术密集、风险高、成本昂贵,而连续管装备宛如为油藏地层量身打造的“微创手术器械”,凭借安全、高效、清洁的显著优势,已全面覆盖钻井、完井、测井、采油、修井等全场景,并逐步向水合物钻采、地热开发等新兴领域拓展。如今,随着工程技术研究院江汉机械研究所自主研发的大吨位大管径自动化连续管作业机问世,油气勘探开发正迎来数字化、智能化的全新变革。
传统连续管装备历经近20年发展虽已成熟,但始终存在“看不见、摸不准”的困境。作业全流程高度依赖人工经验,井下数据传输严重滞后,仿佛在“黑暗巷道”中艰难摸索。特别是在非常规井、超深井开发过程中,井况复杂程度与施工风险急剧增加,自动化程度低的弊端愈发突出,成为制约油气高效开发的关键瓶颈。
2020年,江汉机械研究所紧跟行业智能化转型的时代潮流,毅然启动自动化连续管作业机的研制工作。研发团队深入一线开展细致调研,在充分贴合人工监控习惯的基础上,巧妙融入传感采集、逻辑判断、总线控制等先进技术,以电控液系统搭建起稳固的底层架构,通过精心编程实现部件的自动运转。同年,第一代橇装自动化连续管作业机在远安页岩气区块成功完成首秀,为后续的迭代升级筑牢了坚实根基。
四川盆地的页岩气开发,对装备技术提出了近乎苛刻的要求。该区域气藏具有“三多、三高、三低”的独特特征,随着开发不断向深层超深层推进,井深与水平段长度持续刷新纪录,川渝区块80%以上的水平井完钻井深超过6000米。现有装备在提升力、钻压加载以及作业风险控制等方面的问题日益凸显,严重制约了页岩气的安全效益开发。
在长宁—威远国家级页岩气示范区,这款自主研发的“大国重器”迎来了实战检验。截至目前,该装备已累计完成超80井次作业,全面涵盖通刮洗、测井、射孔、钻磨可溶桥塞等全工艺流程,成功攻克了7000米级超深井、3000米超长水平井的复杂工况。作业过程中,全流程实时监测、一键自动巡航、远程实时监控等功能稳定可靠运行,不仅实现了“一趟钻”的高效作业模式,更在降本增效方面成效斐然——单井可节约成本20余万元,若按年作业50口井计算,单机每年节约成本可达1000万元。
9月28日,国家能源局公示第五批能源领域首台(套)重大技术装备名单,江汉机械研究所大吨位大管径自动化连续管作业机成功入选。这一成果不仅标志着其技术水平成功跻身国际先进行列,更意味着我国在高端油气装备领域实现了关键突破,为油气勘探开发装备的自主可控提供了核心支撑。
一位深耕连续管装备研发15年的一级工程师感慨道,他见证了国产装备从起步艰难到蓬勃发展的历程。当传统手动操作的低效率与高风险成为行业痛点时,研发自动化系统便成为必须攻克的难关。在过去的5年里,研发团队亲历了从0到1的艰难破局,也收获了梦想成真的喜悦。这不仅是钢铁与代码的深度融合,更是对“无人化”愿景的不懈追求。
研发过程中,卡点难题层出不穷,如数千米井下数据的测传译控、注入头在多变量下的精准调速、多源信号的抗干扰整合等。团队成员被拆分为机械、控制、软件3个小组,白天在试验场记录上千组数据,夜晚围绕数据模型激烈争论参数优化问题直至深夜。如今,凝视着这台初具雏形的装备,它仿佛拥有感知压力的“触觉”、分析工况的“大脑”、精准执行的“臂膀”,每一次顺畅运行都是多学科智慧的完美共振。当在川渝页岩气井看到它实现一键巡航,听到现场工人说“以前3人干的活,现在一人盯就行”时,他深刻意识到,研发团队不仅在突破技术壁垒,更在参与行业的时代变革。











