XX智能修井机器人项目技术介绍PPT
- 1. XX智能修井机器人项目 技术介绍XXXX智能设备有限公司
- 2. 济南芯乐智能设备有限公司简介 油田修井作业行业背景 济南芯乐智能设备产品介绍 芯乐智能设备有限公司市场开发及签署的战略合作协议 芯乐智能设备的前沿技术 石油修井机器人创造的社会价值及未来三年销售规模和利润 目 录
- 3. 公司简介 济南芯乐智能设备有限公司是一家以智能技术为核心，致力于研发、制造、销售智能机械装备的高新技术企业，产品主要应用于石油、电力等领域。公司在济南建立了工业机器人全球生产基地，并与山东省科学院、山东大学、中国石油大学（北京）等多家科研机构及高校展开广泛的科研合作。
- 4. 其中，石油作业机器人彻底解决了油田井下作业智能化的技术难题，引领油田服务行业常规作业转向数控智能化作业的产业升级之路，在全球同行业中处于技术独创的领先地位。 公司研发的智能修井机器人可以实现油管自动上扣、卸扣，油管自动上下抓放，油管自动码垛，油管自动测量，油井数据传输，远程技术支持，远程现场管理。设备具有安装快捷方便、闭环全自动控制、一人操控、废液回收等优点，在确保安全环保的同时更加高效地完成修井工作。
- 5. 公司的研发团队经过一年的努力，完成了油田作业现场的整体规划设计，获得证书包含36项国家专利和1项美国专利，2项PCT国家申请，获批的专利高达75项。 公司对管理体系、生产的设备进行了全方位认证，包括：ISO9001质量管理体系认证，ISO14001环境管理体系认证，ISO18001安全管理体系认证，美国石油协会API认证，欧盟CE认证和独联体的CU-TR认证, 设备通过了国家石油装备产品质量监督检验中心对修井机器人的检测、No：W2017(JX)GSYZB90120。 公司资质
- 6. 作业系统对工业新技术的应用的了解不系统，需要提升转变； 作业装备自动化水平较低，需要装备提升； 作业时率时效还有提升空间，需要探索运行模式； 修井措施效益效果不稳定，需要加大作业现场管理力度； 管杆精细管理水平有待进一步深化； 作业安全环保风险大，需要进一步完善管理体系。油田修井作业现场存在的问题油田修井作业背景行业
- 7. 油田修井作业行业背景（一）传统修井技术装备 油田修井作业是油田生产过程的重要组成部分，主要目的是保证油井正常产油能力。 主要工作内容是日常维护性修井作业，包括:检泵、解卡、冲砂洗井、简易打捞等，在修井过程中最主要的工作是起下油管。 主要设备包括：1、作业机（履带式、车载式、柴油机驱动、液压蓄能式、电动驱动），2、井架，3、油管或钻杆，4、泵车。
- 8. 油田修井作业行业背景（二）传统修井现场 油田修井行业，给人们留下的印象是、苦、险、累。 修井作业过程是通过4名修井工人在作业起重机下反复摘挂吊环，搬抬吊卡，搬抬油管，上卸油管丝扣，反复起下油管、更换井下工具来实现，起下油管的工作占油田修井工作量65%左右，起抽油杆作业时间占8%，其它措施时间占27%，可以看出作业现场起下油管工作量是修井工作中的主要矛盾。起下油管是最繁重、危险性最大的工作过程，工作强度大，环境恶劣，经常发生安全事故。据统计，石油修井作业中发生的安全事故占油田安全事故的60%以上。 油田修井作业施工很多时候还要带喷作业，工作完毕后浑身是油，因常年搬抬吊卡及油管，很多作业工人都患有不同程度的腰肌劳损或腰椎间盘突出等疾病，据统计，目前全国石油行业的一线小修作业工人平均年龄大部分都在40岁以上，但因是特殊工种，国家规定其工作年龄上限为47岁，因此，修井作业一线工人“用工荒”的问题也是目前所有石油企业面临的难题。
- 9. 油田修井作业行业背景（三）油田修井的特殊性，24小时倒班，十分辛苦 每个修井作业队人员组成18-32人。 正常情况下基本为4班3倒8小时工作制，或4班2倒12小时工作制。 每个班组由一名司钻，两名井口操作工，一名场地操作工组成，人数最少为4-6人。 三班倒的工人最辛苦的是夜班，正常的生物钟被打乱的滋味，恐怕只有经历过的人才能体会，虽然我们改变不了上夜班的制度，但是我们可以通过新装备的应用，改变夜班工人的工作方式。
- 10. 油田修井作业行业背景（四）目前油田修井作业现状作业现场生安全产形势严峻 起重机驾驶员安全操作规定中第十一条第三款规定：起重机司机操作时，应遵守下列技术要求，吊运时，不得从人的上空通过，吊臂下不得有人。由于油田修井作业设备的特殊性，井口操作工人在起重机下工作时、时刻准备着应付各类突发情况，场地操作工也时刻面对油管尾部甩动带来的危险，实际上相对于劳累，浑身油污，现场的安全工作保障才是作业工人盼望的，也是各级管理领导时刻关注的。从事过井口操作工的人都知道，站在井口时刻想着三件事，往哪跑、怎么跑、迅速跑。
- 11. 油田修井作业行业背景（五）时代在变、油田也在变 油田修井作业现场的变化 液压管钳的应用：工作强度降低30%，各作业大队的能工巧匠看到现场工人抡着15公斤重的管钳一干就是一天，完成油管上卸扣过程，创新出液压管钳安全辅助装置推动了液压钳在作业现场的应用， 油管举升机的应用：工作强度降低40%，看到现场工人由地面至油管凳反复搬抬100公斤重量的油管、创新出了油管举升机， 经过这些努力，工人强度整体下降了40%左右，现场工作人员由原来6人工作现在变成了目前只需4人 但是这些努力并没有从根本改变现场的危险性，和工作强度。我们在现场技术调研时看到了油田生产现场工人对自动化设备的渴望。
- 12. 油田修井作业行业背景 （六）国外修井设备市场状况 根据对美国、加拿大、巴西、俄罗斯、哈萨克斯坦、阿联酋、沙特等国家众多的油田修井作业现场实地调查，发现其作业程序、设备与中国的相似度很高，全部是4名以上的工人配合小修作业机进行小修作业。 部分地区作业环境更加复杂、恶劣，比如俄罗斯极寒气候，零下45度以下还需要作业，中东等地区沙漠环境，风沙大，夏季气温50度以上还要作业，而且带压作业的比例大大高于中国，作业危险程度更高。 恶劣的工作环境+繁重的劳动强度+危险系数高+人口基数少，其招工难度更是远远大于中国。 油田开发较早的国家对环境保护、人员安全防护的要求更高，他们更需要先进的全自动油田修井作业设备，更希望实现井口附近无人操作。
- 13. 济南芯乐智能设备产品介绍（一）设备设计思路设计要求：智能化 独立知识产权要求：用户在设备的采购对，对知识产权方面的要求，主要问题是：设备是原创设计还是跟仿设计？设备主要专利点是否申请保护？ 新技术的应用要求：传感技术，数据传输技术，智能系统在修井作业现场管理上的应用 产品的领先距离要求：目前设备在油田修井作业领域技术的领先状态，设备具备前沿性、创新性。 设备标准化的要求：设备标准化配置影响到用户设备使用后期的维护方便性、维护成本的控制、管理系统的标准化，方便用户对接不同部门的管理系统。 设备具备：1、可靠性，2、维修性，3、保障性，4、测试性，5、安全性，6、环境适应性 对工作效率的要求：提高效率30% 对安装时间的要求：30分钟完成配合安装 对环境温度的要求：环境适应零下48度-零上70度区间 设备噪音：小于90分贝。 团队支持： 山东大学 山东省科学院 中国石化，石油作业系统
- 14. 济南芯乐智能设备产品介绍（二）第一代修井机器人实现油管起下作业自动化，速度每小时50根左右，覆盖油田修井作业现场70-80%的油井。作业时需司钻一名，油管在油管桥水平摆放需场地工一名。 设备分为左右镜像设计，用户可以根据现场井口布置情况安排机型，选用左右镜像设计接单根时间在1分钟左右。 根据需要配置油管码垛机，油管码垛机可以布置在设备的后方或侧方。 外形尺寸：长9500*高2900*宽2300 重量20吨
- 15. 济南芯乐智能设备产品介绍（三）第二代修井机器人2#方案在1#方案的基础上的变形设计，主要针对油田丛式井组，井场受限地区。丛式井组油井作业时作业机几乎摆放在油井正前方，也可以考虑油管立式摆放。覆盖油田修井作业现场80-95%的油井 外形尺寸：长9500*高2900*宽2300 重量20吨 北美修井起下单根立柱 丛式井组 修井机器人2#
- 16. 济南芯乐智能设备产品介绍（四）第一代修井机器人现场设备标准化配置设备方案：设备与各种类型作业机配合。 设备分为14个模块：基础模块8个、 叠加模块6个 基础模块8个包括：1、设备转运模块、2、油管测量模块，3、油管抓放模块，4、上卸扣模块，5、液压卡瓦、吊卡模块，6、驱动模块，7、控制模块，8、环保模块， 叠加模块6个包括： 9、井控模块，10、冲砂模块，11、游动滑车导正模块。12、起下抽油杆模块，13、作业机控制模块，14、油管码垛模块，
- 17. 济南芯乐智能设备产品介绍（五）设备安装与作业机配合：设备首先能够与各种类型作业机配合 与作业机井架的角度：作业机前方160度范围内任意摆放 与井口配合的设备高度：设备底平面与采油树大四通底法兰下平面对齐 与井口的距离：设备工作时距井口1200mm,，正常情况下不影响井口的其它工序操作。 设备安装在井架右侧设备安装在井架前方
- 18. 市场开发及签署的战略合作协议（一）与胜利油田—临盘油田签署战略合作协议胜利油田规模：截至2017年底，胜利油田分公司主要包括勘探开发建设生产单位、科研院所等，有30个二级单位，用工8.54万人，固定资产原值3515.48亿元、净值1027.42亿元。 气候：年平均气温12.9℃。极端最高气温40.4℃，极端最低气温-20℃，年平均降水量为550毫米，多集中在夏季，占全年降水量的65%。 战略目标：设备在临盘地区的适应性及应用性。地区特点：麦田、道路狭窄、井场面积小。
- 19. 市场开发及签署的战略合作协议（二）与辽河油田--工程技术处签署的战略合作协议 辽河油田规模：以石油、天然气勘探开发为主、油气深加工等多元开发为辅的大型联合企业，曾是中国第三大油田，在全国500家最大企业中位居前列。目前原油年开采能力1000万吨以上，天然气年开采能力8亿立方米。 气候：年平均气温9.3℃。极端最高气温32℃，极端最低气温22℃，年平均降水量为550毫米，多集中在夏季，占全年降水量的65%。 试验目标：设备达到在辽河地区的适应性。地区特点：水稻田、多数井稠油注气井、井场复杂。
- 20. 市场开发及签署的战略合作协议 （三）与江汉油田--采油气工程技术服务中心签署的战略合作协议 江汉油田规模：地处江汉平原，截至2009年底，有在职职工3.25万人，资产总额212亿元，累计生产原油5126万吨、天然气18.96亿立方米。 气候：年平均气温16.1℃。极端最高气温44℃，极端最低气温2℃，盛夏气温最高气温大部分时候在37-39℃，年平均降水量为1100毫米 战略目标：设备达到在潜江地区的适应性以及应用性。地区特点：水网地区水稻田、道路两侧，井场周围大部分是水面影响车辆通行设备摆放。
- 21. 市场开发及签署的战略合作协议 （四）与华东油田签订战略合作协议并实际应用到油井作业华东油田规模：2003年在松南地区腰英台实现了油气突破，2005年在腰英台坳陷层和断陷层实现了重大突破、发现了亿吨级大型油气田。 地理特点：其坐标位于北纬32°—34°，东经119°—121°之间 战略目标：真正实现油井机器人在油井作业情况，用实际行动证明其市场价值。
- 22. 市场开发及签署的战略合作协议 （五）与大庆油田采油三厂签订战略合作协议 大庆油田规模：是我国目前最大的油田，也是世界上为数不多的特大型砂岩油田之一 油田现有二级单位51个，员工24万人，资产总额3729亿元。2018/12/25
- 23. 芯乐智能设备的前沿技术（一）两化融合推动油田作业现场管理规范化两化融合是解决修井作业现场工作困境的主要途径和最重要的抓手 信息化是指培养、发展以计算机技术、网络技术和通信技术为主的智能化工具为代表的新生产力，信息化是充分利用信息技术，开发利用信息资源，促进信息交流和知识共享，提高经济增长质量，推动经济社会发展转型的历史进程。 工业化指一个国家和地区国民经济中，工业生产活动取得主导地位的发展过程。以大规模机器生产为特征的工业生产活动向原有的生产方式和狭小的地方市场提出挑战，老的生产方式已无法满足日益增长的市场容量的需求
- 24. 芯乐智能设备的前沿技术（二）管理部门数据归类采油厂 作业科、地质所、工艺所 修井作业公司 作业区、作业大队 作业小队规划作业方案制定 系统管理安全管理、生产管理、技术管理 现场管理、安全管理、施工过程管理数据采集
- 25. 芯乐智能设备的前沿技术（三）管理系统思路 四大平台：修井队伍管理平台、修井数据管理平台、修井技术支持平台、修井质量安全管理平台 三大技术：作业现场设备的控制技术，自动化起下油管技术，自动化油管码垛管理技术 两大功能：油田修井作业现场全面管控，油田修井作业现场数据的传输、分析抓取， 一站式服务：油田修井作业现场技术服务公司保障服务 采油工程处地质所工艺所作业科作业中心临盘作业大队XXX作业大队XXX作业大队采油厂安全科
- 26. 芯乐智能设备的前沿技术（四）现场采集数据管理人员日常工作：每天在作业管理报表中的常见词包括：等搬家井口、等技术措施、等技术方案、等安全监督验收开工，生产管理人员 、技术人员、安全人员在井场来回巡查解决现场的各类问题，下一步，通过管理系统给各管理单元提供即时数据支持，各部门管理人员在管理平台上远程管控、远程决策，决定现场的开工、停工、完工，作业现场的信息不在滞后，提高决策效率，系统对关键指标进行统计提示。 日报填写：目前现场施工报表填写的主要是现场人工填写，填写过程存在滞后性、随意性等问题，形成了决策依据信息与现场实际信息的不对称性等问题。下一步，通过数据的采集传输自动生成生产报表， 作业现场管理油井现场数据作业机现场数据机器人现场数据套管压力有害气体机械手传感大臂传动传感测量装置传感拧扣机传感器温度湿度风速监控视频指重表参数作业机运行参数油管压力进口排量出口排量施工泵压
- 27. 芯乐智能设备的前沿技术（五）油田修井作业现场远程管控 通过油井施工过程数据的采集、传输，系统管理油田修井作业过程，对工作现场远程技术支持，远程安全管控，根据不同管理层对现场资料的要求抓取数据，推送到每个管理平台。
- 28. 芯乐智能设备的前沿技术（六）平台数据推送作业管理平台：管理每个作业单元，系统为每个作业单元自动配置作业井口 技术支持平台：通过视觉系统为作业单元提供措施方案，作业现场即时上传修井资料。 环安监督平台：通过安装在油井四通、指重表上的传感器决定现场的开工、停工。 数据管理平台：通过安装在油井四通、指重表、作业机、修井机器人上的传感器即时通报井内工具位置、零部件运行情况、有害气体溢出情况、风速、油管数据。
- 29. 芯乐智能设备的前沿技术 （七）参数采集的意义测量参数：掌握起下作业管柱的长度（包括单根长度），管控起下作业过程工具在井内的位置，预警提示管理人员井内工具是否到达预定位置。 传感液压管钳参数：管理不同直径、扣型油管上卸扣扭矩，减少油管损伤。 搭建单井措施效益评价平台：建立了不同油价下措施设计储备库，每口措施井都做到先算后干。做到问题自动判识，检修预警。实现对同区块的失效井对比分析，对不同生产厂家的同类产品的失效做对比分析。形成有数据依据的科学的，各方认同的结论。
- 30. 社会价值和未来规模石油修井机器人创造的社会价值及未来三年销售规模和利润 以10台作业机组成的作业大队作为样本进行分析，在作业效率，用工总量，组织和管理模式（与常规作业的对比）的变化。 新建自动化作业生产、组织和管理模式将有效缓解油田修井作业现场用工荒问题，由于现场工作环境的改变作业工作岗位人员转岗年龄有望推迟5-7年，推迟转岗时间的同时也把他们的工作经验、技术留在了油田修井现场，同时会吸引后勤人员充实作业岗位，同时减少年用工费用1500万元左右，也就是说提高效率产生的费用与节约的费用相加等于购买设备的费用。 行政管理人员技术管理人员安全管理人员 工作人员合计工作人员目前模式40 44 180226新建模式1822100122
- 31. 石油修井作业机器人投入市场后，将给石油行业小修作业带来 “革命性创新”，同时会极大促进石油行业其他石油装备的自动化、智能化创新。 1、客户效益 1.1 人工成本降低： 以国内为例，使用1台小修作业机器人，可减少一线工人10人以上，对应后勤及管理人员10人以上，直接费用即可减少200万元/每年以上； 1.2 安全方面： 使用小修作业机器人后，无人在井口工作，起下油管工序的安全事故率降低至0； 1.3 环保方面： 小修作业机器人配备废液、污油自动回收装置，对环境不造成任何污染，绿色环保。 1.4 增产方面： 小修作业机器人是标准化作业，现场安装时间仅有30分钟，提高工作高效率30%，从而大大缩短小修作业时间，增加油井正常产油时间，提高油井产量。 1.5 材料成本方面： 小修作业机器人对油管自动上扣/卸扣时，自动对中，精确度+/- 2mm，自动测量扭矩数值，从而避免了上偏扣，上死扣，对油管不造成损伤，单次起下油管减少油管损耗3%以上，大大降低了材料成本。 1.6 解决一线工人招工难的问题： 小修作业机器人极大地改善了一线工人的工作环境，降低了工作强度，提高了安全保障，提升了一线工人的职业尊严，从而有利于一线工人的招聘，解决了油田企业一线作业工人“用工荒”的难题。 社会价值和未来规模
- 32. 石油修井机器人未来三年规划 该项目正式运行后，按每年不低于1500台套的设计产量， 500万/台套的定价，可实现销售收入75亿人民币，实现利税53亿人民币。 未来三年，第一年销售目标是100台，实现5亿销售规模；第二年是翻一翻，达到十亿规模；第三年要实现快速增长和爆发期，实现30亿的规模。 二、社会效益 我国在快速发展经济的同时，伴随的是在环境保护和资源利用方面付出的沉重代价。坚持经济的可持续发展道路，必须大力提倡和发展环境保护与节能减排。 石油修井作业机器人正是迎合了世界绿色低碳的发展理念，响应了国家科技创新的发展战略，为了给石油行业“瘦身健体”提供助力，而诞生的一种全自动智能产品。 若每年的产量达到1500台套以上，除了创造出5000人（制造+维护服务）以上的就业机会外，还可带动配套的电气、液压等关联企业的利润增长。 2018/12/25
- 33. 谢谢
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