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近年来,以多源数据融合、机器学习和数字孪生为代表的智能化方法逐步应用于地热勘探、钻井建井、取热优化和运行调控等环节,为中深层地热开发由经验设计和离线评价向数据感知、动态预测和协同决策转变提供了技术支撑.为了明确中深层地热能智能化开采技术的适用条件、主要瓶颈及发展方向,为中深层地热资源高效、低风险和可持续开发提供参考,采用资料梳理、案例归纳与技术比较相结合的方法,系统分析了国内外中深层地热开发利用现状,梳理了智能勘探与靶区优选、智能钻井与开发优化、抽水回灌取热、封闭式循环取热、既有地下工程空间资源化利用以及智能化运行调控与可持续优化等方面的研究进展,对比了不同取热方式的适用条件、工程约束和智能化适配特征.结果表明:多源数据融合、机器学习和深度学习等方法可提高地质、地球物理、地球化学、遥感、测井和历史井资料的综合利用效率,为隐伏热储识别和靶区优选提供支撑;随钻数据感知、机械钻速预测、工况识别、代理模型、数据同化和物理约束模型可用于钻井参数优化、热储参数预测和取热方案快速比选.抽水回灌取热适用于出水能力、回灌条件和井间连通关系相对明确的水热型热储,但长期运行受回灌堵塞、热突破、水化学变化和采灌平衡制约;封闭式循环取热对天然地热流体和回灌能力依赖较低,更适用于回灌受限、地下水保护要求较高或以岩体导热换热为主的地层,但取热性能受井深、地温梯度、岩体热物性、井型结构、循环参数和井筒热阻共同控制.增强型地热系统、二氧化碳循环取热、地热与碳捕集、利用与封存耦合以及地下储热-释热等方向拓展了中深层地热开发边界;废弃油气井、废弃矿井、井巷空间和采空区等既有地下工程空间可作为工程应用载体,其利用方式需依据热储条件、空间完整性、改造成本、运行安全和地面热负荷需求进行适配评价.运行调控阶段需综合地下热储压力场、温度场、回灌能力、热突破风险、井筒换热、设备状态和用户侧负荷变化,推动智能预测与调度、预测性维护、闭环井控优化和数字孪生在井筒-热储-地面系统协同控制中的应用.中深层地热智能化开采的关键在于建立贯穿资源识别、钻井建井、取热方案优化和运行调控的连续反馈机制,后续需加强全过程数据标准化、物理模型与数据驱动方法融合、现场长期监测和工程验证.

为进一步提高钻采效率,以钻井设备机械钻速为优化目标,提出一种基于改进烟花算法的钻井参数优化方法.首先,针对传统杨格模式机械钻速方程的弊端,构建考虑钻压、钻头转速、排量和立管压力的水力-机械比能与机械钻速目标函数.然后,引入烟花算法求解目标函数,并重点对烟花算法的爆炸算子、交流算子、选择算子进行优化,以提高烟花算法在目标函数求解过程中的寻优能力.Matlab 仿真结果表明:与动态搜索烟花算法以及增强烟花算法相比,改进烟花算法在不同的测试函数上能更快达到最佳适应度值,并具有更强的寻优性能;与传统烟花算法和粒子群算法相比,改进烟花算法求解得到的机械钻速参数组合更优,能更大幅度提高机械钻速.因此,与传统算法相比,改进烟花算法能大幅提升钻井效率.该方法具有一定的工程应用价值.

海上石油平台上的多级离心泵是油气开采和处理系统中的关键设备.机械密封是否可靠运行,对生产的连续性和安全性影响极大.在海上平台,高盐雾、强腐蚀、变负荷等特殊工况容易导致机械密封出问题.基于此,结合相关案例,找出主要的失效模式;依据可靠性理论,提出了优化检修周期的解决思路.研究结果表明,磨粒磨损、O 形圈老化和热裂等因素是海上平台机械密封最主要的失效形式.通过引入状态监测和风险分级管理,原本固定 12 个月的检修周期,能延长到 15～18 个月,还能减少 30%以上的非计划停机时间.

抽油杆是整装抽油机的重要设备之一,主要承担着动力传递动能,是油田用于开采地下油气资源必不可缺的核心部件,其正常运行对于支撑油田工作顺利开展、减少作业成本及促进企业接续发展十分重要.但在实际开采过程中,由于受到液面变化、任意调参、含水增多等诸多不利因素的影响,致使抽油杆断脱频次渐增,停产检泵次数变多,开发效率低下,已成为石油开采中常遇难题之一,严重制约了油田的高效发展与经济发展.因而,分析出抽油杆断脱成因及其危害,摸索出一套切实可行的方针预策对防治机械采油中抽油杆断脱具有实际意义.

海洋石油机械设备在高负荷、高腐蚀、高环境约束的条件下运行,能耗和排放控制直接关系到海上开采体系的绿色化水平.围绕动力单元、生产流程、排放装置、结构材料这四个主要方面,研究从效率提升、智能调控、源头治理、轻量化构筑四个方面形成系统化的应用途径.采用多源数据融合、设备状态识别、排放特征分析、结构迭代设计等方式来创建出可以实施的节能减排实践体系.从结果可了解到,以协同动力优化、流程数据驱动、排放闭环控制、模块轻质化为手段可以提高装备运行效率,降低排放风险,给海洋油气开发的绿色转型提供有效的技术支撑.

石油机械自适应控制技术能实时捕捉油气开采过程中的环境参数与设备信号,智能匹配调控数值,妥善处理复杂岩层条件下的开采难题.该技术采用模型自主适应与参数智能调节相结合的多元控制方式,对钻井、测井、采油各阶段实施精准管理,安全性能与勘探效率大幅提升,节省运行开销.文章从技术意义、实用价值和前瞻趋势三个维度进行剖析,给予油气勘探智能化发展实践路径与理论依托.

当前,我国主要石油装备制造企业已基本实现钻机、抽油机等核心产品的自动化升级,自动化技术渗透率达 65%以上.在钻井领域,自动化钻机占比从 2015 年的不足 10%提升至 2022 年的 38%,其中 7 000 m以上深井钻机已全部配备自动送钻、井口机械化等关键系统;在采油环节,智能抽油机普及率超过 50%,部分油田示范区实现远程启停、故障诊断等智能化功能.然而,相较于国际领先水平,我国石油机械自动化领域仍存在明显差距,核心控制系统国产化率不足 40%,高端传感器、智能算法等关键技术仍依赖进口;设备互联互通率仅 60%,数据孤岛现象突出;现场应用仍以单机自动化为主,系统级智能化水平有待提升.本文对石油机械自动化技术进行深入研究,以期为提高油气开采效率、保障能源安全提供有力的理论支撑.

　　随着随着油气勘探开发向深层超深层推进，井底高温、复杂地层条件及显著的粘滑效应，对井下工具性能提出了严苛要求，传统耐高温螺杆钻具已难以满足超深井优快钻井需求。为此，本文研发的耐高温冲击螺杆钻具采用轴向冲击与流道分流两大核心设计。其中，轴向冲击结构可产生高频稳定冲击力，在钻进过程中持续作用于岩石，实现高效破岩；配套的流道分流结构能对钻井液进行科学分流，确保钻具在复杂工况下冲击结构稳定运行且压降极小。该钻具产生的高频冲击力适中，且冲击结构压降极低，有效规避了因冲击力过大对钻头及超深井壁造成的损害，同时降低了能量损耗与零部件冲蚀风险，显著提升了钻具可靠性与钻头破岩效率。经大量实际测试与理论计算验证，相较于传统螺杆钻具，该耐高温冲击螺杆钻具破岩效率可提升 1-3倍以上，能够大幅缩短超深井钻探周期，降低设备损耗，为超深井勘探开采创造显著的经济效益，具有重要的工程应用价值与推广前景。

石油机械贯穿勘探、开采、储运等全流程，通过地震勘探设备、测井机械、钻井机械、采油机械及油气 储运机械等提升勘探效率、开采效能与储运安全。石油机械在石油工程中的具体应用涵盖了勘探阶段的数据采集与地 层分析、开采阶段的提升举升与增产改造、储运阶段的管道运输与安全监控，以及油田生产辅助系统与非常规油气开 发中的创新技术。未来石油机械将向智能化、高效化、环保化方向发展，为油气工业的可持续发展提供有力支撑。

海上石油钻井、开采等作业过程中会产生大量的噪音,不仅导致精密仪器设备的故障率提高,而且容易引起工作人员神经、心血管系统等一系列疾病,因此噪声控制及预测技术对保障海上油气作业的安全平稳运行有着重要的意义.综述了国内外主要船级社及国际组织对海上平台主要场所噪声限制标准,对舱室的空气噪声、结构噪声和动力设备噪声控制技术以及常见噪声的预测方法及发展现状进行了总结和分析.结果表明:我国海上平台的噪声控制及预测技术正逐渐向精确化、高效化发展,旨在进一步保障工作人员的健康问题和开采作业过程中的安全问题,为海上油气资源的勘探、开采等工程实际提供借鉴和参考.