欢迎访问中国起重机械设备网!
全国免费咨询热线
0532-86050505
热门搜索:起重机 桥式起重机 门式起重机 电动葫芦 工程起重机 港口起重机
矿业开采智能化的关键技术你了解了么?
2018/12/19 16:57:46来源:中国起重机械设备网

智能开采始于 20 世纪八九十年代的自动采矿技术(Automated mining)和遥控采矿技术 (Telemining /Distance mining),1992年芬兰提出智能矿山(Intellimine)计划,煤炭智能开采的概念基本确定。当前我国老油田、非常规、深层、深水等油气勘探开发亟需利用智能化装备与材料,对油气田生产动态进行智能调控,以降低开发成本、 提高油气产量和采收率。智能开采是指在不需要人工直接干预的情况下,通过开采环境的智能感知、 开采装备的智能调控、开采作业的自主巡航,由开采装备独立完成的回采作业过程。煤炭与油气的智能化开采是在机械化开采、自动化开采的基础上, 通过信息化与工业化的深度融合提高生产效率和经济效益的革命性技术。

1)煤炭智能开采关键工程技术、装备与材料。 它是环境感知、智能决策、自动控制三个技术单元的深度整合,涉及工程环境感知、数字矿山、矿山 物联网、大数据云计算、装备控制自动化五个分支。 工程环境感知是针对井下设备、人员和灾害三个方面的自动探测与传输技术,旨在解决复杂地质条件 下采煤作业全过程监控自动化与精细化问题。澳大利亚侧重于以热红外成像为基础的煤层地质结构智能探测;中国聚焦于采煤装备位置与姿态的智能探测。我国智能开采装备水平与国外相当,具有采煤机运行参数、机器故障参数、机器姿态参数等在线感知能力,具有采煤机截割滚筒记忆截割、机载无线收发信号功能,能够构建采煤机远程监控系统。 国外主流电液控制液压支架可完成综采工作面设备 远程控制和系统故障诊断等功能,国内液压支架电液控制系统可靠性仍与国外技术存在一定差距。目前,我国自主研发的刮板输送机智能化主要体现为 软启动控制、刮板链自动张紧和运行工况监测技术。综采工作面智能化集成系统可实现综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机、转载机、破碎机、带式输送机、组合开关、移动变电站等设备的智能化集成控制及协同互锁,在一些煤矿应用之后实现了综采工作面自动化和少人化。装备控制自动化是指在不需要人工直接干预情况下,采掘装备通过预编程序实现自主调控、采掘作业的自主巡航,由采掘装备独立完成的回采作业。澳大利亚重点发展采煤机的记忆割煤与自主导航技术,中国聚焦于井下采掘装备远程遥控技术。

2)数字矿山与矿山物联网关键工程技术、装备与材料。它是以矿山空间数据与模型为中心,是空间信息技术、网络技术及可视化技术在矿山企业综合应用的集中体现,其基本任务是通过统一时空 基准、统一数据标准、统一网络结构和统一集成平台,为矿山生产全过程的可视化、精细化、智能化管控提供数据保障与技术支持。数字矿山未来的主攻方向为:矿山空间数据仓库与数据更新技术、矿山数据挖掘与知识发现技术、真 3D 实体建模与虚拟采矿技术。矿山物联网由感知层、传输层、分析层和应用层组成,依托覆盖矿山井上井下的高速网络建设矿山传感网,通过多种传感器将矿山环境、 设备及人员实时联接起来,对矿山灾害环境、设备健康状况、人员安全态势的实时监测、感知、交流与控制。矿山物联网未来发展的重点为:多网融合 传输技术、多参量信息分析处理技术。随着矿山物联网覆盖的范围越来越广,“人、机、物”三元世界在信息空间中交互、融合所产生并在互联网上可获得的数据也越来越大,这些数据的内在价值的提取和利用需要用超大规模、高可扩展的云计算技术来支撑。煤矿大数据云计算技术尚处于起步阶段, 需要在统一技术标准、数据建模两方面着力发展。

3)智能化钻井关键工程技术、装备与材料。 智能化钻井通过结合大数据、人工智能等,利用超前探测、闭环调控、精准制导,可有效规避钻井风险, 形成高质量井眼,提高钻井速度、钻遇率,降低钻 井成本,是保证完井、生产顺利开展的基础。智能化钻井需要基于钻井过程大数据,通过分析实时工况,对钻井破岩参数进行自适应优化,智能调控井眼轨迹。其中智能化钻井关键工程技术主要涉及数据双向高效传输技术、闭环智能调控技术、钻井智能导向技术。钻井过程会产生海量数据,为了确保地面控制系统与井下信息的动态交互,需要利用智能钻杆等装备进行更高效的数据传输。利用对钻井数据的智能分析,通过信号反馈,优化钻井参数,形成钻井信息闭环调控,显著提高了钻井数据处理效率,具体涉及无人化钻台、智能控压、一体化司钻控制等装备。智能导向是根据地层条件与地面控制指令,控制钻头钻速进行靶点定向钻进,具体涉及智能钻头等装备。为了提高复杂条件下工具性能, 碳纤维复合材料、高熵合金、超级钢、纯相多晶金刚石等材料受到国内外广泛关注。同时,仿生钻井液、超分子聚合物钻井液等作为井眼钻进与顺利进行的重要载体在国内外得到了广泛研究。当前,挪威已将高度灵活、可执行多任务无人化钻台应用于 现场。贝克休斯首款 TerrAdapt 自适应钻头,通过自动化控制来大幅减小井下故障发生频率。英国北海 Babbage 油田通过智能闭环控制,利用智能钻杆的数据高效传输,使机械钻速提高了近200%。斯伦贝谢、贝克休斯、威德福、哈里伯顿等相继将智 能导向技术用于钻井现场。

4)智能化完井关键工程技术、装备与材料。 智能化完井是借助先进的传感、传输、自动化控制设备,结合大数据、人工智能等,可对油气生产过程进行实时监测与控制,为智能生产的进行提供有力支撑。智能化完井是利用结合大数据、人工智能等,通过自动化装备,进行层间隔离、永久监测、流量控制、出砂控制,为智能化生产提供有效支撑。其中智能化完井关键工程技术主要涉及油井开采入流控制技术、完井参数智能优化技术。当前,一体化完井管理控制系统集井下监测、数据传输、分层流量控制于一体,可以实现油藏信息管理、动态数据共享和流量智能调控, 受到国内外广泛关注,具体涉及井下传感器、井下生产控制器、多通道封隔器等装置。当前,贝克休斯 InCharge 完井系统利用电力液压驱动,可控制多达 12 个产层,实现无级节流。斯伦贝谢 Manara 完井系统,可进行数据无线传输、多通道封隔、分层监控。此外,哈里伯顿、中石油等也相继推出了SmartWell、EIC-Riped完井系统。同时, 结合纳米材料与完井液的多功能智能化纳米完井液体系,可对井下复杂情况或事故进行自动识别与处理,已成为未来发展趋势。

5)智能化生产关键工程技术、装备与材料。 智能化生产是基于大数据、尝试学习等对油气田全生命周期的生产进行动态管理与优化。利用研究分支间协同工作,通过资料数据、仪器设备、施工作业等有效整合,进而可实现油气开采智能化。智能化生产利用传感装置采集井下数据,然后传输至地面系统进行智能分析和信号反馈,通过地面与井下装备执行控制指令,对井下工况进行智能管理与优化。其中,智能化生产关键工程技术主要涉及油藏生产动态实时四维解释技术、智能驱替提高油田采收率技术、多元海量数据智能分析利用技术。油气智能化生产主要涉及油田智能监测装备,获取各个环节动态信息,为油气藏实时解释、油气开采智能分析提供支撑。同时,在油气田生产中会产生海量数据,需要利用深度学习与数据挖掘等进行信息的智能分析,对大数据储存、计算装备的性能也提出了更严苛的要求。此外,纳米智能驱油剂由于可以显著提高低渗透油藏的采收率,已得到了国内外高度关注。当前,Anadarko 石油公司基于 Delaware 盆地微生物 DNA 正在构建庞大监测数据库,用于分析油气藏生产动态。油藏机器人可以准确监测复杂条件下温度、压力等信息,已成为国内外研究前沿,阿美石油公司在该领域开展了积极研究。而壳牌公司利用大数据、云计算建立了油田管理系统, 初步实现了生产自动调控。为了提高油田采收率,中石油、中石化等在智能精细注水、智能纳米驱油剂提高采收率方面进行了积极探索。加拿大自然资源公司也开展聚合物纳米微球提高采收率先导试验。此外,中国在超级计算机方面发展迅速,已达到国际先进水平,为油气开采中海量数据存储、计算、分析等方面研究奠定了重要基础。


本文内容由中国起重机械设备网整理发布

项目信息
能源化工
最新招标
电工电器
交通运输