为了提高生产效率,降低作业人员劳动强度,保障其作业安全,研制了3000 m超长单根自动化钻机。该钻机采用抓举式管柱自动化系统及智能化司钻控制平台,实现了管柱的自动化输送及上卸扣作业;成功应用了设备远程监测及故障诊断技术,实现了石油钻机的预防性维护及故障预警;两节伸缩式井架能携带顶驱及游吊系统实现整体运输及起放,垂直升举式底座,低速大转矩电动机直驱绞车、顶驱及钻井泵,提高了钻机效率。现场试验结果表明,该钻机使用性能良好,作业环境得到明显改善,验证了技术的合理性和先进性。

针对7000 m自动化钻机的传动与控制系统,采用ABB ACS880变频装置开发多负载融合驱动、全直驱方案,开发关键设备伺服驱动、区域安全管控、专用控制网络,实现对管柱设备、主传动设备等的司钻房远程中央控制、状态实时监视、安全管理等;并开发基于云存储与大数据分析技术的钻机在线监测平台。

根据煤矿井下自动化钻机使用工况和工艺要求,以钻机液压泵站为研究对象,阐述了液压泵站的设计计算方法,对液压元器件的选型及安装进行了分析。通过现场调试和检测台检测表明,液压泵站设计合理,不仅能够满足钻机使用要求且具有很高的可靠性。

介绍了超级单根自动化钻机控制系统的防碰互锁安全模块、集成控制模块与远程诊断模块。通过提高设备定位精度,缩短管柱交接等待时间,实现多设备联动等方式对超级单根自动化钻机的作业效率进行优化。