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把司钻请进控制房：国产自动化钻机的智能钻井底座

中国能源产业发展网发布时间：

2026-10-26 17:31

【中国能源产业发展网】原创【作者】高志龙

钻井平台上最累的活，是把一根根钻杆从场地上送到井口，再一根根接起来。这个过程叫接立柱，一口深井要重复上千次，每一次都伴随着高风险的人工操作、恶劣的天气条件与不可避免的时间损耗。自动化钻机要解决的，首先就是这件事。

在深井、超深井成为常态的今天，地面装备的能力直接决定钻井的经济性。井越深，起下钻次数越多，单次作业时间越长，井控风险也越高。把管柱处理、铁钻工、顶驱、泥浆循环这些环节用程序串起来，让机器完成重复动作、让人专注决策，是自动化钻机的基本逻辑。

宝鸡石油机械有限责任公司在这个方向上的进展，可以通过公开信息看到轮廓。企业研制的万米级自动化钻机，配套智能钻井控制系统，装备国产化率超过九成。这几个关键词各有分量：万米级对应深地钻探的能力边界，自动化对应作业方式的改变，国产化率对应供应链的自主程度。

先看万米级意味着什么。井深增加，钻具长度、钩载、转盘扭矩、泥浆泵压都在往上走，装备的承载能力、结构刚性、传动精度必须同步提高。井架要能承受更大的钩载，绞车要能在长距离起下钻中保持稳定制动，顶驱要在高扭矩下保持密封可靠。这些都不是简单放大尺寸就能解决的，材料、焊接、热处理、装配精度每一个环节都要重新校核。万米级钻机的研制，本质上是一次系统性的工程能力验证。

自动化则改变了作业组织。传统钻井队的人员配置以井口操作为中心，司钻在钻台上看着仪表、拉着刹把，几个钻工配合在井口操作。自动化钻机的思路是把司钻移到控制房，通过座椅集成的手柄与屏幕完成操作，井口的管柱处理由铁钻工、动力猫道、排管机协同完成。人员的物理位置变了，作业的安全边界也随之改变——人离开危险区域，是自动化最直接的收益。

智能钻井控制系统是这套装备的"神经"。它要做的事包括：按设计轨迹控制钻压与转速，识别井下工况并自动调整参数，采集并上传钻进数据，在异常时给出提示甚至自动执行保护动作。技术难点在感知与判断：井下振动、粘滑、井漏、气侵这些工况，反映在地面参数上是细微的波动，需要模型与经验共同判断。控制系统的水平，体现在它能不能在复杂地层中把钻速与安全同时守住。

国产化率超过九成，这个比例背后是长期的配套体系建设。钻机的关键部件包括绞车、转盘、泥浆泵、顶驱、井架、电控系统，每一项都涉及专业供应商。过去高端电控、大功率变频、精密液压件依赖进口，价格高、交期长、服务响应慢。国产配套成熟之后，整机成本下降，备件保障改善，更重要的是，装备企业可以根据工况需求做定制化设计，而不必迁就进口部件的规格限制。

从用户角度看，自动化钻机的价值要用两口井的对比来算。同样的井深，自动化钻机可以缩短起下钻时间、减少非生产时间、降低复杂事故率；人员配置减少，人工成本与安全风险同步下降。对油服公司而言，钻机是生产工具，工具的效率直接转化为日费收入与市场竞争力。

深地钻探的国家需求，为这类装备提供了明确的应用场景。超深层的油气资源、深部地热、地下储能库的建设，都需要万米级的钻探能力。装备自主化之后，深地工程的成本曲线才能被真正压下来，勘探开发的决策也不必受制于装备进口的周期与条件。

行业层面的变化也在发生。钻机正在从"机械设备"变成"机电信息一体化产品"：传感器密度提高，数据接口标准化，远程监控与专家支持成为标配。这套变化对制造企业的要求是双重的——既要懂机械，也要懂控制与软件。传统装备企业的转型，难点不在硬件加工能力，而在软件与系统集成能力。

也要看到差距。自动化不等于无人化，当前阶段的自动化钻机仍需要经验丰富的司钻做决策，控制系统在复杂工况下的判断能力有限；不同厂商的设备接口不统一，数据难以互通；智能钻井的算法模型需要大量实钻数据训练，数据资产的积累成为新的门槛。这些问题的解决，需要装备企业、油服公司与油田三方共同推进。

从产业链视角看，钻机装备的进步会向下游传导。装备效率提升，钻井周期缩短，单井成本下降，低品位资源的开发边界被推开；装备可靠性提高，井下事故减少，非生产时间压缩，油服公司的现金流改善。装备是上游，但它决定了整个链条的成本起点。

把视角放回井场：控制房里的司钻看着屏幕，手柄轻轻一推，动力猫道把钻杆送到位，铁钻工自动上扣，顶驱旋转下放，数据实时回传。这套场景在十年前还是示范，如今正在成为常规。深地钻探的竞争，表面上是资源与地质的竞争，实质上是装备与工程能力的竞争。谁的工具更能干、更可靠、更自主，谁就能在更深的层位里找到机会。

在水平井与复杂结构井上，自动化的价值更明显。长水平段钻进时，钻柱摩阻大、井眼清洁难、轨迹控制要求高，靠人工经验调整参数，往往在钻速与安全之间反复试探。自动化系统可以按预设的钻压与转速曲线连续运行，配合随钻测量数据实时修正，减少起下钻次数、缩短钻井周期。行业里讲的"一趟钻"，本质就是用装备与控制的稳定性，换取更长的连续钻进时间。

装备企业的商业模式也在随之变化。卖一台钻机是"一次性收入"，而提供设备+服务+数据的一体化方案，则是"持续性收入"：设备联网后可以远程诊断、可以按运行小时收费、可以用数据帮客户优化钻井参数。这条路径对企业的要求更高——要有服务网络、要有备件供应体系、要有软件与数据分析能力。国产装备的竞争力，正在从价格优势转向"性价比+响应速度"的组合。

装备的可靠性，最终由现场数据说话。钻机的关键部件在高温、高湿、高粉尘、强振动环境下连续运转，故障模式与实验室完全不同。企业要做的，是把现场故障数据回收、归因、改进设计，形成闭环。这个过程在过去靠服务工程师的经验，如今可以通过设备联网、远程诊断来做。国产装备从"能用"走到"好用"，靠的就是这种一轮一轮的现场反馈。井队的操作习惯、地层的变化、维护的水平，都会影响设备寿命，这也让服务能力成为装备竞争力的一部分。

（来源：宝鸡石油机械有限责任公司公开信息、中国石油集团公开报道、行业公开资料）

【研究支持机构：《中国工业报社》能源与双碳研究中心 |中国能源产业发展网】

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中国能源产业发展网原创

作者：

高志龙