宝石机械生产的首台12000米自动化钻机矗立在深地塔科1井 本报记者郑晔
“报告!塔里木深地塔科1井钻深达到8800米!”12月3日,一望无垠的塔里木沙漠,寒风凛冽,滴水成冰,红白相间的钻井平台顶部,五星红旗迎风招展。在这里,全球首台12000米自动化钻机正在向地球更深处挺进。
“能源的饭碗必须端在自己手里。”——牢记着习近平总书记的重要指示,近年来,宝鸡石油机械有限责任公司(以下简称“宝石机械”)不断向深、向难而行,凭借自主研发,奏响了我国“万米深井”时代新的序章。
永不停歇的研发脚步
石油是关系国家安全的战略物资。随着我国超深、特深油气层开发速度加快,万米级特深井自动化钻机的研发成为“国之大者”。
2022年10月,宝石机械启动了万米级自动化钻机研制项目,打造以万米以下超深层油气勘探开发为目标的12000米自动化钻机。
首台万米自动化钻机的成套设计任务,落到了曾担任过“一键式”人机交互7000米自动化钻机主设计的李亚辉头上。
一深带万难。业内有句话说:千米钻机和万米钻机的差别,就像普通载客飞机与航天飞机,两者有着质的区别。别的不说,12000米自动化钻机整机直立高度72米,差不多23层楼高,能不能经受住沙漠地带14级左右的大风?能不能满足-20℃到-50℃气温条件作业?同时,相比5000米到9000米钻机,12000米自动化钻机集聚了立根容量大、管柱规格多、底座高度高、站台面积大等一系列“超常”的特点,这对陆地钻机管柱自动化系统也是一个前所未有的挑战。
来不及多想,今年1月,李亚辉迅速带领团队进入油田现场勘察钻机作业工况,在反复交流沟通之后,设计了数十种方案,对每种方案经过多次讨论和优化,最终敲定了钻机最优的集成设计方案。
在井架、底座的设计上,设计团队对方案改了又改,通过轻量化的设计,既保持井架的稳定性,又易于组装,井架内部空间也更大,满足双司钻房和自动化设备的摆放。
12000米自动化钻机最大的亮点,是配备了一整套管柱自动化设备及其自动化控制系统。其中管柱关键设备——动力猫道设计,堪称最大的亮点。
设计人员摒弃成熟的“三根管柱分离”技术,提出“四上四下”“电液复合驱动”的输送方式,设计出全新的管柱输送流程。“好在我们并不是拿到项目才开始,而是一直在为高端项目做准备。”李亚辉说,对动力猫道的设计,先后制定了6种方案,组织了数次专家评审,对各种方案进行优劣分析,最终确定了输送方案。
“简单地说,我们的设计就是通过以一个个点的自动化,合成整个钻机的自动化,为钻机定制一个‘会思考的大脑’,让所有设备的动作协调、安全、精准。”李亚辉说。
要为钻机做一个“会思考的大脑”,谈何容易!从2010年起,宝石机械就已经在为钻机的自动化、智能化默默准备。宝石机械国家研究中心总经理助理兼智能控制研究所所长杨双业说,十多年来,从开发铁钻工、动力猫道等自动化设备及其控制程序,到研制国内首套具有完全自主知识产权的钻机控制系统,从“一键式”人机交互7000米自动化钻机、8000米静音型钻机,到9000米自动化钻机相继研制成功,宝石机械积累了20多项专利技术,只为在万米级特深井自动化钻机的研发上走在世界前列。
这一目标,终于要实现了!
重压之下的生产奇迹
“从没有干过交货期这么短的新产品钻机!”当12000米自动化钻机的设计和生产方案分解到北井场试验班班长宋平峰的手中,他不由皱起了眉头。(下转第二版) (上接第一版)在钻机试验井场干了十几年,组装试验过100多台钻机,从没遇到过这么严峻的考验:这么一个“庞然大物”,多数非常规部件如减速箱等都需要定制,而留给生产的时间比常规钻机还要少一个月!能按期交付吗?不少人都在心里面打鼓。
“按期产出12000米自动化钻机,保障集团公司塔里木深地油气开采,这是政治任务!”专项会上,公司党委书记、执行董事忽宝民掷地有声的一句话让大家倍感振奋!
一场鏖战就此拉开序幕——
承担钻机结构件制作任务的钢结构分公司积极与国家研究中心沟通,早早就确认了井架底座的材料和生产工艺,备足钻机所需的型钢和板材;钢结构分公司启动24小时轮班值守制度,所有部门为12000米自动化钻机开通了绿灯。
3月25日,12000米自动化钻机第一件基座上井场。随后,重达几吨的基座、一件件上百斤的销轴,大大小小,占据了场区一大半的空间。
也就是从这一天起,组装调试人员每天接续工作16个小时,生产任务日清日结。干一天活下来,工人累得几乎散架,连一句多余的话都不想说。
李亚辉带领设计人员采取“现场专人服务+专家定期支持”的现场服务模式,对现场问题及时响应答复。在钻机集成调试阶段,智能控制所采用高位设备、低位设备分区并行,主司钻、副司钻联动协同的调试方案,确保调试进度,做到人休机不休。
5月初,宝石机械大门口,一场简短的发运仪式在这里举行,这台凝聚着无数人心血的12000米自动化钻机出厂发运。历时4个多月,一台全新的万米级自动化钻机完成了从设计到发运,整个周期比以往常规钻机生产提速20%。
从始至终的用心服务
12月初,刚刚从塔里木深地塔科1井归来的李亚辉,脸上还带着沙漠狂风吹过的皲裂。
如同送别远行的孩子,李亚辉跟随这台倾注着无数人心血的自动化钻机,一路向西到达塔里木盆地,现场督导深地塔科1井钻机的安装和开钻。
没有去过塔里木盆地的人,难以体会沙漠腹地的施工现场条件有多么艰苦!在钻机安装的关键阶段,正是沙漠里风沙最强劲的季节。清晨,一切工序刚刚展开,原本一望无垠的大沙漠突然狂风大作,狂沙像一堵墙一样,从远处漫卷过来,瞬间就将工地全部淹没,甚至看不清对面的工友。现场人员只能紧紧地抱住立管,才不会被风吹走。而狂风一过,大家抖落身上的沙尘,再一次投入紧张的安装工作中。
从钻井到生活基地,李亚辉和宝石机械的技术支撑团队,每天早上7点出发,一直忙到晚上10点,返回基地后,还要接着开会安排第二天的重点工作。
有了强大的技术保障,即使在严酷的环境中,全球首台12000米自动化钻机再次创造了宝石机械钻机现场安装的最快速度,钻深一直按照预定的进度,2000米、4000米、7000米,向着地球更深处进军。
进入11月,钻进深度达到8000米,沙漠气温降到了-10℃以下,开采环境变得异常恶劣,作业设备在这样严寒的环境下出现了故障,得知情况的李亚辉立刻赶到现场,问题解决后才返回。
工程干到哪里,服务就跟到哪里。如今,仅在塔里木深地塔科1井,就有20多名宝石人坚守在一线,保证钻井工程顺利进行。
按照预定的时间,2024年5月,塔里木深地塔科1井将达到12000米,为“宝石造”全球首台12000米自动化钻机写下完美的注脚。
在“向地球深部”进军的追求中,宝石机械用实际行动,书写着我国钻井装备高水平科技自立自强的新篇章!