创新引领“中国智造”

今年6月24日,交流变频电传动转盘式地热水井钻机在天津港顺利装船,驶向目的地宝岛台湾。

“这款钻机绿色高效、节能环保的特点,吸引了台湾客户的目光。”张探厂副总经理杨东梅自豪地介绍起来。

地热钻探由于钻探深度大、口径大,传统的岩芯钻机和一般的水井钻机往往会因钻探深度、动力等原因而“力不从心”。因此,人们一般用石油钻机进行地热井钻探作业。但对一般地勘单位来说,一套配套完整的可完成3000米深度地热施工的机械传动的石油钻机,初期投资一般在2000万元左右;转场运输中,一般要40几台30吨以上的半挂车和大板车才能一次性装完;钻探作业中,每天要消费1吨~2吨的柴油,还要开挖大型泥浆池等,使用成本高昂。

  ▲2009年,车间技师参加张探厂组织的业务技能考试。资料图片

针对这些问题,张探厂2011年与中地装(北京)科学技术研究院合作,在全面总结用于汶川科学钻探项目的KZ3000DB变频电传动顶驱+转盘岩芯钻机的基础上,开始了变频电传动立轴式岩芯钻机和转盘式地热水井专用钻机的研发工作。

秉承绿色、高效、智能的理念,2017年6月,第一台变频电动转盘式地热水井专用钻机在张探厂诞生。跟石油钻机比,这款水井专用钻机具有以下突出特点:

更加绿色。采用电传动技术,使用柴油发电机能耗仅为石油钻机的70%,使用网电能够节能50%以上。配备40立方米的钢制泥浆处理系统,达到了地热钻探泥浆不落地的效果;模块化设计,配套完整的全套设备只需8台35吨的板车即可一次装完。

更加智能安全。一体化司钻监控系统是基于自动化控制技术、计算机技术、现场总线技术、网络技术等集成于一体的全数字化、智能化、网络化、可视化、高度集成化的控制系统。利用现代计算机技术,紧密结合钻井工艺,简化司钻房的仪器仪表数量及机械结构,使钻机实现全数字智能化控制。人机工程学的设计在确保人员及设备安全的同时,可显著提高钻井的工作效率。

现场电缆连接只需要一根电源线、一组通讯线和紧急停止的电缆。系统升级非常简便,可以根据现场用户要求增加新的功能。模块化的构造,能适应任何钻井的配置,新增功能可以在没有任何接线改动的情况下完成。

“目前我们正与相关自动化工艺公司洽谈,为装备增加自动捞杆、换钻杆等减少安全隐患的功能。”杨东梅说,“这一新型钻机面世后,水井钻探工地也可实现无人操作。”而这只是张探厂这个摇篮创新推进地质装备制造进步的一个缩影。

21世纪以来,张探厂以绿色、高效、智能理念开发出的新型钻机已形成系列:XY-6DB、XY-8DB、XY-9DB型交流变频电传动岩芯钻机系列;ZP30DB、ZP40DB型交流变频电传动水井钻机,以及配套钻机的18米、23米、24米自升式四角钻塔。

这些新型钻机已经成功施工多个国家级的科学钻探深孔,其中122毫米口径岩芯钻探施工1600米深度每米能耗成本只有24元。今年元旦,XY-8DB型电传动岩芯钻机成功完成了我国美济礁科学钻探2020米的深度,其中,玄武岩地层施工近千米。

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