摘要：随着社会的不断发展，油气资源勘探逐渐得到了人们的广泛关注。而作为其中最关键的钻井技术，生产的工艺性与效率性成为了评估技术高低的主要依据。但传统的石油钻杆生产存在着许多弊端，主要表现为自动化程度低、人员的工作效率不高、技术方式陈旧落后等等。针对以上情况，我国要以钻杆技术的创新为主，应用自动化生产方式。因此，本文以石油钻杆技术的概述作为出发点，对自动化生产的应用方式进行研究。
关键词：石油钻杆；自动化生产；应用研究
近几年来，石油资源的消耗率在逐渐增加，钻井自动化技术也成为了人们关注的重点问题。如何能够轻松的获取石油资源，将低效率的人工钻井方式变为自动化生产，开创先进的技术方式是我国石油企业需要探究的关键。因此，自动化技术的初探势在必行。
一、石油钻杆工艺简介
石油钻杆作为勘探中必不可少的开采工具之一，对现代化的工艺技术发展有着深远的影响。首先，从构成方式上来讲，一般的钻杆都是由焊接管的两端对接而成，以接头作为连接纽带，将外螺纹和内螺纹联系在一起。其次，在功能的设定上，处理井下故障和电测工具的下方是其最主要的工作形式。钻杆接头能够通过旋转的方式将碎屑带到地面当中，并以两管体摩擦的方式做功，实现转换接头的目的。同时，从钻杆焊接生产线的过程来看，它分别是原管加工、管线无缝焊接、焊前退火、淬火、回火等工作。在缝隙预接的基础上进行损伤分析，并用声波伤探的方式来测定成品的成分。
二、石油钻杆自动化生产技术及应用研究
（一）钻杆摩擦焊接
钻杆摩擦的焊接方式主要在以下方面体现出现：第一，在摩擦焊的初始阶段，钻杆主要以主轴作为控制中心，选取其中的两截面作为焊接预热部分，在温度调整的过程中来使机械摩擦产生。第二，钻杆自动化技术能够对焊接面进行改进。它会通过焊接材料表面的处理来使尺寸得到规划。自动化工艺的好处在于它能够使得焊接面保持光滑、整洁的状态，对端面的毛坯进行氧化，并将两截口对其，在纵向范围内进行切割。与传统的焊接面制造方式不同，改进后的截面能够保持宽度和长度上的一致，以及端口的对称性。第三，焊接过程的数字化管理。石油勘探人员要首先对焊接过程进行设定，体现管理的有效性。从质量分析的角度来看，系统主要通过电液压力值测定的方式进行数据传感。以焊机中的驱动主轴为例，当钻井工作进行时，前腔装置会推动后腔压力的向前发展，并将检测到的数据传送到传感器当中，实现电机主轴的同步连带。同时，由于电液的流动方向没有定向性，调速度会以焊接过程中实际转动的速度为原始点，将旋转编码器与主轴末端的控制系统相连接，形成全封闭式环流检测系统。最后，磁体感应机会随着数据的变化而移动，在信息筛选的同时将其在不同的信道内传送，并将重要的节点记录下来，实现焊机的全过程监督。另外，传感器能够对监测时间进行设定，系统每隔0.5秒扫描一次，并以其中的波点行走路径为跟踪内容，以参数范围核定的方式来总结规律。如果系统中扫描的数据值不在标准区间内，则说明焊机运行中出现了问题。系统首先会进行预警，并根据应用现状进行分析，形成一份质量评估报告。
（二）搬运自动化的应用
搬运自动化的应用主要体现在钻杆生产线的测定上。第一，传统的钻接过程中生产时间基本相同，实施程序也相对繁琐，它需要三个人的配合才能够完成。但焊机自动化技术则是利用工业机器人的制造来代替人工生产方式。首先，机器人会根据石油勘探的具体位置来建立相应的工作坐标，设定操作运行的基本轨迹。系统会将焊接中的具体数据输入到机器人大脑当中，以其可执行的操作半径为控制节点，对现场空间进行合理布局。其具体的操作流程如下：机器人对工料信息进行解读，判断是否能够开启自动化焊接模式。接着，系统会发出上料请求，在工件长度测量的基础上将数据信号输送出去。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆机器人在接头信息读取后，可以按照每个接头的编号识别出用料的类型。系统则对取坐标进行核算，得出机器人的运行轨迹，并调节钻杆接头的半径，完成用料的运输工作。同时，在机器人程序启动之前，传感器会按照标准的机械加工程序测定钻杆可探测到的最佳深度。施工人员只要在操作屏幕上输入用料的编码，就可以掌握钻管管体的长度与接头的坐标。
（三）焊缝热处理工艺
焊缝热处理工艺的自动化应用方式主要体现在内部构件的感应加热、温度控制以及热处理的质量评定上。首先，与传统的钻杆技术不同，自动化技术更加注重焊接部位的自主选择上。系统可以对焊缝的规模进行划分，根据性质予以分类。焊接壁的薄厚不同，机械选择的工艺处理方法也不尽相同。如果传感器所得到的焊接频率较高，则说明内部较薄。反之，则内部厚度超过标准数值。系统将钻杆的真实运行情况传送到服务终端，控制中心作出相应的反馈，并将在线监测的结果进行整合，通过控制淬火、回火的温度来达到线上安装的目的。感应线圈的好处是能够带动导线体中的金属本体旋转。线圈可以以较快的速度穿过交变磁感线当中，并使金属器件产生摩擦，达到促进工件加热的目的。但在焊缝热处理实施前，工作人员要以轴线为对称中心，控制钻杆焊缝的间距。第二，钻杆焊缝在长时间运作下也会出现机械产能下降的情况。针对此现象，自动化系统可以在操作平台上设计导航程序，在加工链轮中融入同心管线，为步进梁提供正确方向，并在斜台架滚动的过程中将钻杆搬送到链条上。这样能够减少焊缝预热温度升高对钻杆的影响。
三、焊后自动化控制
（一）齐头装置的使用
齐头装置主要是指选取焊缝的中心轴线，将平稳运行的步进梁移送到系统的导航器终端当中，并对凌乱的钻杆进行整理，实现导航中心的实施监控。为了研究钻杆焊后的自动化工艺，我们可以对齐头装置的控制原理进行分析。首先，焊后的自动化信号是通过焊机之间的摩擦运动来传递的。系统会以焊接头工作效率的监测为控制方式，通过焊缝距离计算的方式来对钻杆的代码进行识别。其次，寄存器主要是存储数据的工具，它会将传感信号集合起来，并利用电力驱动机设定焊缝的当前位置，将其推动到目标平台之中。在自动化工艺系统中，齐头装置的控制按钮分别包括计划设定、过程演示、自动调整三种模式。首先，电机可以设定推杆前进的实际距离，并控制其移动方向，达到模式规划的目的。其次，焊后系统可以对钻孔缝隙的距离进行演算，根据原有数据值规划焊缝的调整方式。
（二）焊后自动控制系统
通过焊机的摩擦方向来控制焊接信息就是自动控制的基本方式。齐头装置会以信号交换的方式操作程序进行指挥，将各工序之间的移动规律记录下来，并运用数字化的网络结构来对摩擦焊机进行整合。接着，系统会控住操作台中的机械运作过程，将不同机床中的主控画面分别显示出来。工作人员可以在监控画面中能够清晰的看出设备的联动过程与运行情况。例如：如果淬火通信网出现了故障，系统也会从所得数据中分析其原因，并将得出结果显示出来，对故障进行反复的确认与核对，进而制定出有效的避免方案。
结语：
综上所述，本文主要从三个方面进行论述。首先，简述了石油钻井工艺的基本方式。其次，对自动化生产技术与应用进行分别阐述。从而得出：当前石油钻井技术还有许多不足，技术人员应该以钻杆附加值的提升为目标，创新生产方式，对自动化工艺进行完善，为石油开采业的发展提供有利条件。
参考文献：
[1]杨亚罗,王润孝,库祥臣. 基于组态技术的石油钻杆生产自动监控系统的设计与应用[J]. 工业仪表与自动化装置,2007（05）.
[2]杨亚罗,王润孝,库祥臣. PLC闭环控制技术在石油工业中的应用[J]. 制造业自动化,2006（09）.
论文作者:吴林
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/4
标签：钻杆论文; 方式论文; 系统论文; 技术论文; 石油论文; 摩擦论文; 工艺论文; 《基层建设》2017年3期论文;