石化机械研制的7000米自动化钻机服务胜利油田页岩油开发。沈玉梅 摄
□卢 鹏
石化机械研制的新一代7000米自动化钻机，通过5G网络，司钻不需要再登上几米高的钻井平台，坐在距离钻机500米外的一体化控制室里，用操作摇杆和按钮就能完成整套钻井作业。
这套自动化钻机，采用信息化、人工智能等先进技术，是以机器人为核心的管柱自动化处理设备，配套集封闭循环、二级固控、在线监测、自动配箱、快速清罐等功能于一体的钻井液自动循环系统和全自动井控系统。具备离线建立柱、自动起下钻、自动下套管和自动配浆等功能，可以完成钻井全工况、全流程自动化作业，程序化施工、钻井液自动混配、性能参数自动调控、一键自动关井，实现了钻井远程控制。
从地面到钻台再到数十米高的二层台，全流程由机器接管，在所有的关键环节都会布置传感器和摄像头，把工程、装备、视频数据全部汇集起来，传输到一体化控制室的远程决策中心。如果说摄像头是眼睛，传感器就是神经，智能决策平台就是大脑，眼睛采集实况，神经实时采集钻压、扭矩、转速等海量数据，大脑则用AI算法在几秒内生成液压和电机的精确动作——该转几圈、该用多大力、该停在哪里。司钻操控摇杆和按钮，将精确指令从控制室发出，指挥动力猫道、铁钻工、排管机械手这些自动化设备。地面上的动力猫道把钻杆稳稳抓起、精准举升到钻台；机器视觉技术精准识别钻杆接箍高度并自动调节，自动完成钻杆的上扣与卸扣，钻杆对扣精准率达到99.5%以上。按下送钻键，钻头破土而入；下达起钻指令，钻具自动起出井口，二层的自动排管装置把起出的钻杆一根根抓取、排放整齐。整个系统整合了11种设备的超360个动作，从建立根到起下钻再到甩钻全面自动化，实现了“一键多能、多键协作”，司钻从过去的“凭经验、凭感觉”变成了“看数据、看流程”。
夜深了，钻机还在作业，面对着数据屏幕，司钻渐渐乏了，上眼皮和下眼皮开始打架，一个提示声音在司钻耳边响起，“您现在正处于疲劳工作状态，请换班休息”。
新型自动钻机不仅实现了地面管区钻台、二层台等危险区域无人化，集成控制系统还采集各类数据1300多项，可实现智能感知、多参数智能送钻和语音识别播报。
采用AI机器视觉技术和空间矢量技术，将人员纳入空间安全管理系统，实现工作流程倒计时提醒、电子围栏、主动防护，一旦发现设备碰撞、人员安全劳保穿戴不规范、人员误入危险区域，马上语音播报提醒，最大限度保障人员和设备安全。
设备坏了怎么办？现在不需要等维修人员从百里甚至千里之外赶过来。接入了物联网技术的自动化钻机，把电控系统的运行数据实时传到云端，大数据分析可以线上判断设备异常，实现状态实时监控、故障主动发现，能在10秒内识别轴承磨损、密封失效等30多种异常，就像给钻机配了一个24小时在线的“全科医生”。
从“工人扛钻杆、司钻凭手感”到“按键操作、机器自动执行”，自动化钻机改变的不仅是工作方式，还提升了石油钻采效率，保障了员工生命安全。