成都理工大学 | 深耕智能钻完井装备，刘清友教授团队取得系列重大突破

         近日，成都理工大学党委书记刘清友教授团队联合西南石油大学、塔里木油田和川庆钻探公司等单位骨干力量，取得了一批具有自主知识产权的标志性成果，为我国油气、页岩气、煤层气高效开发提供了重要科技支撑。刘清友团队聚焦国家深地资源勘探开发重大战略需求，围绕井下智能钻完井、长水平井牵引机器人、高等级井控装备等关键领域持续攻关取得重大突破。

         筑牢智能钻井科研根基，拟建国内首个面向深层非常规油气的智能钻完井实验平台。刘清友牵头承担国家自然科学基金重大科研仪器项目——井下机器人智能钻完井模拟实验系统研制，拟建成国内首个面向深层非常规油气的智能钻完井实验平台。该系统可模拟4000米井深、150℃高温、70MPa高压等井下实际工况条件，通过攻克井下实时传输、高温高压密封、复杂工况控制等一系列技术难题，实现我国智能钻完井实验装置突破。团队系统构建了连续油管井下机器人理论与技术体系，首次完成支撑机构分类与性能评价，为长水平井、大位移井机器人研发奠定了坚实理论基础。

         创新工程化装备研发，成功研制全国首套水平井井下牵引机器人。刘清友带领团队主持国家自然基金联合基金重点项目和西南油气田公司“综合提速”等研究项目，成功研制全国首套水平井井下牵引机器人，首创“自适应牵引+靶向燃爆—水力复合压裂”新技术。该机器人可在12厘米狭小井眼中稳定行走、精准定位，实现千米井下无线远程控制与高效造缝，大幅提升页岩气、致密油气储层改造效果，有效降低施工成本与水资源消耗，相关成果一经发布便受到行业广泛关注。致力于长水平井钻井作业痛点，刘清友团队研发的连续油管智能钻完井机器人突破传统装备牵引力不足、易卡阻、调控精度低等难题，具备双向牵引、流道自适应、智能防卡等核心功能，已获得国内外发明专利15项，完成多套工程样机试制与现场试验并成功应用，有力打破国外旋转导向系统技术垄断。

         刷新高等级井控标准，首套全电动装备引领数智化变革。致力于高等级井控装备领域，刘清友团队联合相关单位承担中石油塔里木油田重点研发项目取得重大技术突破，研制出我国首套具有自主知识产权的国产化全电动节流管汇及智能化控制系统，并在塔里木油田成功应用。该装备在满深1102井超深井钻探中圆满完成复杂工况验证，助力该井顺利钻至完钻井深8945.9米，同期研发的100万方/天大处理量液气分离器也在富东105井成功落地。刘清友团队创新确立“依托原有管汇、实施电动改造、实现自动控制”技术路线，突破小扭矩手自一体闸阀、全通径线性节流阀、远程自动节流测控系统及大处理量液气分离器等多项核心技术，构建起自主可控的全电动井控装备技术体系。相较传统设备，新装备实现全流程远程操控，杜绝现场带压人工操作的安全隐患，同时具备高精度调节、灵活操作的优势，大幅提升溢流压井处置效率，为深井、超深井复杂钻井作业提供硬核支撑，100万方大处理量液气分离器也进一步提升了我国深井、超深井大气量处理能力。业内专家表示，该成果打破了深井、超深井井控装备领域技术壁垒，推动我国钻井井控技术向自动化、智能化、安全化迈出关键一步。

         创新技术路线，精准赋能压裂作业提质增效。针对非常规、深层及超深层油气藏压裂过程中存在的压裂簇数多、裂缝开启不均、现场效果难以快速验证等工程技术痛点，刘清友团队依托成都理工大学-川庆钻探校企合作项目《基于高频管波的油气井压裂多缝无线诊断技术研究》，围绕“机理-方法-装备-软件”全链条工程化闭环开展系统攻关。建立了井筒-裂缝耦合管波传播模型，研制出高频多路同步采集装备与管波高效激发装置，开发了压裂多缝定位及近井裂缝特征解释可视化软件，制定了配套现场工艺与操作规范，最终形成“水击+高频管波”井口无线诊断压裂裂缝监测技术体系。该技术可实现多簇裂缝进液深度精准定位、进液强度定量判别、桥塞滑移快速识别、近井裂缝连通性与导流能力反演等核心功能，为压裂施工效果评价与参数优化提供了快速、非侵入、低成本的评价手段，为油气藏压裂监测技术向自动化、智能化、绿色化、高效化发展提供了重要技术支撑。

         未来，成都理工大学将继续发挥地质工程一体化学科优势，深化AI、数字孪生、智能控制与井下装备的交叉融合，全力推进长水平井智能导向、全自主作业、多机协同等前沿技术攻关，努力打造国际一流的智能钻完井装备创新高地，为保障国家能源安全贡献成理智慧与成理力量。

文：朱海燕