智能钻井机器人“上岗”钻探我国首口万米深井
发布时间：2024-08-12
信息来源：北京亦庄微信公众号
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发布时间：2024-08-12
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烈日下，新疆塔里木油田里，智能钻井机器人参与钻探我国首口万米深井。在戈壁、深海等艰苦的油气开发一线，北京经开区企业北京捷杰西科技股份有限公司（以下简称“捷杰西”）的智能钻井机器人“上岗”，钻井工人只需远程遥控。
△捷杰西助力我国首口万米深井开发。央视供图
捷杰西CEO蒋远林博士说：“我们的目标是攻克高端油气装备的国产替代难题，从单体设备到系统服务，我们打造了一套Tripro®行者智能钻井系统，集成了包括智能钻井机器人在内的多种智能化装备和智能控制系统，今年已经交付3套。”
“行者”系统助力钻井效率翻番
在油气开采的钻井环节，智能化装备如何将数吨重的钻具两两对准、接好并下钻？走进捷杰西智能钻机技术中心，屏幕上正在演示“行者”智能钻井系统各部分之间的默契配合场景。
△Tripro®行者智能钻井系统。企业供图
“要顺利完成这个过程，智能钻井机器人是核心装备，此外我们还研发了高性能液压吊卡、高性能动力卡瓦等一系列装备族群，并应用AI视觉、运动控制等技术，解决自动化、智能化运行中的安全和效率协同难题。”蒋远林介绍道。基于传感器载荷信号和机器视觉显示位置的双重安全互锁、联动配合，在钻井平台上的捷杰西各智能化装备之间能互相“知道”彼此的位置和状态，完成起、下钻作业的无缝对接。尤其是，面对钻具接箍位置不确定这一“难啃的骨头”，捷杰西开发了机器视觉定位系统。
如何把不确定变成确定？在工作人员操作展厅里的机器视觉定位系统设备时，蒋远林介绍：“钻具每次停的位置在一定范围内随机变动，通过镜头拍摄，再结合AI视觉训练，系统就能自动识别出上、下接箍及其高度和尺寸，让智能钻井机器人精准‘看清’它们的位置，摆脱了低效、易错的人工干预。”
△机器视觉定位系统。（企业供图）
目前，“行者”具备完全自主开发的集成钻机控制系统，实现了“一键式”作业，不仅以无人化、自动化运行保障了钻井平台上的本质安全，降低了钻工的劳动强度，还将起、下钻效率从原本的15-20柱/小时提升到28柱/小时以上。
数字化平台打造线上仿真环境
从系统产品向数字化平台演进，捷杰西还在实践中联合合作伙伴打造了线上数字仿真系统平台。
当研发人员坐进“司钻驾驶舱”开始操作，大屏上出现智能钻机的数字孪生画面，1：1复刻真实环境的油气钻井“元宇宙”。
△研发人员坐进“司钻驾驶舱”进行操作。企业供图
蒋远林介绍，有了这一线上数字仿真系统平台，捷杰西就能同步进行研发、制造和调试，比如能在装备完成生产后直接加载在“元宇宙”中调试好的程序，实现降本增效。
“此外，我们也在拓展该系统的更多应用场景。通过3D数字孪生模型配合虚拟调试技术，该系统不仅能进行模拟测试，还可以赋能全生命周期的培训、远程运维检修等。”蒋远林说。
今年预计交付系统约20套
“从在北京经开区创立以来，我们的成长速度很快。”蒋远林表示，北京经开区具有天然的高端智造属性，无论是优越的地理位置、完善的产业生态，还是营商环境和人才引力，都成为捷杰西发展壮大的“加速器”。
截至目前，捷杰西已拥有百余项自主知识产权，智能钻井机器人、液压吊卡等多款核心自主产品的市场销量持续增长，打造了全数字集成的Tripro®行者智能钻井系统，系统产品进入批量交付阶段。
“接下来，我们将进一步推广落地最新研发的智能钻井系统，预计今年能交付约20套，并逐渐拓展海外市场。”蒋远林表示，希望在北京经开区的支持下，捷杰西能发挥新质生产力作用，助推制造业产业链高质量发展再上新台阶。
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