从工业4.0、中国制造,到智慧城市、智能交通,再到数字银行、电力物联网,各行各业都在进行数字化转型。在云计算、物联网、人工智能等新一代信息技术的驱动下,以数字化为基础的数字经济更是成为新时代众多领域发展的趋势。身处新一轮工业革命,油气行业同样面临着信息技术与行业深度融合的新形势与新挑战。
“作为油气行业中最基础的领域,装备是油气数字化转型的重要抓手和着力点,也是保障国家能源安全及未来整个行业数字化进程具体成果落地的关键所在。”中国石油勘探开发研究院智能控制与装备研究所所长曹刚认为,目前,世界油气工业已经走过近年的发展历史,油气资源的高质量发展已成为保障国家能源安全的重要途径。然而,随着主力油田全面进入产量递减期,我国油气资源勘探开发的重心逐步转向低渗透、陆相深层、深水油气藏,以及非常规油气藏等难动用储量。油气资源品质劣质化程度不断加剧,开采难度不断加大,也给油气装备的研发与应用带来前所未有的机遇和挑战。他说:“特别是在数字化转型与绿色低碳的大背景下,一方面,要采用新技术、新材料、新工艺,完成设备智能化、高端化的转型;另一方面,造就大国重器不能拘泥于传统基础学科的束缚,要以交叉学科研究为抓手,不断创新突破,用颠覆性科研成果突破关键技术瓶颈,满足保障国家能源安全供应的迫切需求。”
装备升级是立所之基
“钻头不到,油气不冒。”油气装备从来都是制约油气行业发展的关键,20世纪70年代开始,我国油气装备与工具大部分依赖进口,油气开采因此非常受限。
工欲善其事,必先利其器。始建于年的智能控制与装备研究所(以下简称“智能装备所”)就是在这样的环境下诞生的,其前身为石油机械研究所,隶属于中国石油勘探开发研究院(以下简称“勘探院”),主要从事油气开采装备与工具的技术研发、技术支持、技术服务及宏观战略决策研究,是我国油气田开发重要的装备与工具研究机构,为我国油气装备的发展建设作出了重要贡献。
▲曹刚
年,油气“低成本时代”到来。同年9月,“石油机械研究所”更名为“采油采气装备研究所”,研究方向从石油钻井装备转向采油采气装备及工具,形成了分层注采、人工举升、修井作业系列新技术新装备,先后研发出顶驱、盘刹、电子司钻、第四代分层注水工艺技术等重大油气装备,填补了多项国内技术空白。
“智能装备所取得的成绩,主要得益于之前的积累,是前几任领导和同事共同努力的结果,是他们一起奋斗,研发出了有影响力的产品。”曹刚介绍说,多年来,在全所同仁的共同努力下,包括膨胀管井筒综合治理工具、缆控分层注水实时监测与控制技术、分段压裂系列工具、电潜直驱螺杆泵无杆举升技术,以及增材制造和先进表面处理技术等在内的一系列具有自主知识产权的新技术、新工具,相继在各油田推广应用,成效显著。
其中,缆控分层注水实时监测与控制技术实现了单井/区块分层注水参数和注水动态的实时监测、实时调配及优化分析,在大庆等油田开辟了5个示范区,支撑了我国细分注水技术持续保持国际领跑地位。分段压裂系列工具集成了可溶金属材料体系、可溶高分子密封材料体系、快速可溶解橡胶、可溶卡瓦等关键技术,仅钻塞就为油田节省费用近千万元,且大幅度降低了压裂施工风险。膨胀管井筒综合治理工具适用于全系列套管规格的膨胀管补贴工具,满足胀捞一体快速作业、大通径封堵调层、℃高温热采井和水平段重复压裂井筒再造等生产需求,并在13家油气田应用超过井次,成功率超过98%。电潜直驱螺杆泵无杆举升技术能有效解决杆管磨损问题,为中国石油天然气集团有限公司(以下简称“中石油”)机械采油降本增效增添了新利器。增材制造采用EOSM金属3D打印机,可实现模具钢、不锈钢、钛合金、镍合金等材料高质量3D打印。先进表面处理技术包括表面织构和先进涂层处理技术,解决了摩擦磨损、结垢结蜡、腐蚀冲蚀等系列问题,已在往复和旋转运动的多个案例中成功应用。
虽比高飞雁,犹未及青云。尽管已经取得了诸多成绩,但是智能装备所团队在院领导的指导下,始终紧跟时代步伐,不断开拓进取,