石化机械5G智能操控实现钻台无人化（图）
[中国石化报 2026-06-30]
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。
感知、决策、控制三线并进智能化重塑钻井协作逻辑
□石油工程技术研究院数智技术专家 张洪宝
钻井工程的智能化转型已成为必然趋势，各企业争相布局相关技术研究。其本质是通过信息技术与钻井工程技术的深度融合，降低风险、提高效率。它既是生产力的进步，也是生产关系的变革——不仅改变着钻井方式，更重塑着人与设备、决策与执行之间的协作关系。
就现状而言，各企业的研发侧重各有不同：有的主攻钻机自主控制，有的着力于决策软件，有的则聚焦统一数据平台下的协作流程。但整体路线基本上是沿着感知、决策、控制三条主线，把原本孤立的环节串联成一条不断自我优化的数据闭环。
信息感知与传输是智能化的基础。信息是智能的来源，信息感知是对井下与地面状态的精确掌握，相当于为智能钻井绘制一张高清地图。技术发展聚焦三个方向：提高地面-井下信息传输带宽和速率，打通数据通道；扩展井下和地面信息测量维度，如研发带传感器的智能钻头、钻井液性能监测；推动地面与井下、地质与工程信息融合，构建一体化数字模型。
设计与决策是智能钻井的大脑。这一环节决定着钻井方案与钻井参数：钻前聚焦工程设计，钻进中则围绕参数优化、井筒风险防控、井眼轨迹导向控制展开决策。其发展趋势可概括为三点：以大数据驱动钻井设计，实现设计快速生成以提升效率；通过钻井过程数字孪生，以超前模拟驱动智能优化和风险规避；推动人工智能、工程理论与规则经验的深度融合，确保决策科学可靠。
自主控制是效率提升的关键。人工控制依赖经验，响应速度终归有限。技术演进有三个方向：提高钻机自动化程度，逐步走向少人、无人作业；推动决策软件与钻机设备深度融合，分场景逐步实现闭环，先攻克相对简单的钻进场景，再逐步扩展至定向、起下钻乃至复杂工况处置；借助闭环控制减轻工人的负担，增强系统对地层和施工变化的适应能力。这一转变带来的效率提升十分直观，依靠人工判断，系统响应往往需要数分钟，而闭环控制可将其压缩至秒级。
归根结底，地质工程一体化、设计施工一体化、信息装备一体化，是智能钻井发展的趋势。当感知、决策、控制相互衔接、循环反馈，信息得以快速流动，复杂系统的不确定性便被层层化解，学习曲线随之加速构建。