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3000型壓裂車助力快速建產50億方

發布時間:2016-01-18 16:14:02來源:中國石化點擊次數:
由中石化石油機械股份有限公司承擔,與中國石油大學等8所大學及科研單位,自主創新研制的“超高壓大功率油氣壓裂機組研制及集群化應用”項目,1月8日榮獲國家科技進步二等獎。大型成套壓裂裝備的問世及應用,構建了完備的壓裂裝備研發體系,引領了行業發展,提升了我國壓裂裝備研發水平,標志我國壓裂裝備研制水平躋身世界領先行列。

我國新發現的油氣儲量中,深層、超深層及頁巖氣等非常規油氣資源約占2/3,高效開發這些資源是國家能源安全的重要戰略舉措,也是油氣開發領域的主戰場。而常規壓裂機組已經不能滿足我國極為復雜的地質和地表條件下資源的安全高效開發。利用大型壓裂機組對油氣儲層進行改造是解放“孔滲低、埋深大、壓力高”油氣藏的決定性手段。因此,自主創新研制超高壓大功率油氣壓裂機組具有重要的戰略意義。它包括多臺壓裂車、混砂車、高壓管匯系統、配液車、供砂裝置和集群控制系統等,3000型壓裂車是其中的佼佼者。

形成頁巖氣勘探開發裝備一體化解決方案。中國石化機械公司以“井工廠”鉆機、3000型全套壓裂設備、復合橋塞、連續油管、“等壁厚螺桿鉆具+平穩切削PDC鉆頭組合”等創新產品及技術形成的頁巖氣勘探開發裝備一體化解決方案,為我國首個頁巖氣田——涪陵頁巖氣田商業化開發,短期建成50億方產能發揮了重要的裝備支撐作用。已生產出32臺3000型壓裂車及配套裝備共67臺設備,累計完成140多口井(2350層段)壓裂施工作業,助力涪陵頁巖氣田成為全球除北美之外最大的頁巖氣田,顯著提高了我國油氣藏開發的整體技術水平,為我國能源安全提供了重要裝備保障。

成功解決我國難動用油氣資源的商業化開發難題。在重慶、四川、貴州、新疆、東北、陜北、內蒙等地大型壓裂裝備的成功應用,解決了我國難動用油氣資源的求產、商業化開發難題,使長慶油田、普光氣田、元壩氣田開發成為現實。

        成為我國大型壓裂施工裝備的主力軍。在大慶、勝利、延長等16個油氣田廣泛應用于壓裂作業,在油氣開發中發揮了重要作用,設備運行好,應用效果突出得到了用戶高度的評價,使我國油氣儲層改造超高壓、大功率施工得以實現。截至2015年10月,研制的大型壓裂裝備達460臺套,國內市場占有率70%,成為我國大型壓裂裝備的主力軍。

實現關鍵部件出口北美、獨聯體等國家地區。該項目形成3項行業標準,制定15項企業標準,申請國家發明專利20項、授權9項,獲得軟件著作權15項,發表論文87篇。建立了6000hp壓裂泵試驗、700MPa高壓測試等試驗裝置15套,形成年產壓裂泵700臺、高壓管匯10萬件、系列壓裂裝備400臺套的生產能力。研制的壓裂泵、高壓管匯、控制系統等關鍵部件出口到北美、獨聯體等地區。

項目團隊依托國家科技重大專項、“863”科研項目支持,通過10多年持續技術攻關,實現四大創新。

一是創新形成了超高壓大功率壓裂車輕量化及優化集成技術。創建了壓裂泵理論分析和“百萬沖次”實驗測試方法,研發了壓裂泵高強韌材料性能調控和輕量化技術,研制出系列大功率壓裂泵,泵頭體壽命相比同類先進產品提高50%以上;創新了大功率壓裂車在有限空間與質量約束條件下的優化集成方法,先后研制出世界首臺2500型、3000型壓裂車,提升了我國壓裂裝備的核心能力。

 二是創新形成了大規模壓裂液全流程精確、高效混配技術。發明壓裂液自動混配控制方法,創新形成了壓裂液高能混配、砂量寬幅調整、多介質高效混拌技術,研制出精確輸砂裝置、配液及混砂車,實現了“井工廠”全流程壓裂液混配模式。

三是創建了超高壓管匯設計、制造、在線檢測及使用安全保障技術體系。提出了基于沖蝕機理和應力解析計算的高壓管匯設計方法,形成了超高壓腐蝕條件下的非金屬密封材料評價優選技術,研制出140MPa超高壓管匯。創新研發高壓管匯件早期損傷磁記憶檢測技術,首創了大規模壓裂高壓管匯在線不拆卸檢測系統,為管匯的超高壓安全使用提供了技術保障。

 四是創新了基于大型壓裂工程成套裝備集群化控制與應用技術。發明了壓裂機組網絡控制方法,構建了多重冗余高可靠性測控網絡;首創提出“定排限壓”單元功率智能分配模式和基于動力儲備、運維周期、管匯降阻及系統減振等約束條件下的大型壓裂機組集群化應用準則,實現了多裝備高效協調作業。
 
由江漢油田四機廠承擔的十二五國家重大專項技術3000型成套壓裂機組模型亮相全球最大石油裝備展。3000型大型成套壓裂裝備是為突破我國陸上、海洋、煤層氣等勘探開發關鍵技術,提升我國能源產業自主創新和開發能力,為國家油氣需求提供裝備保障而研發的。四機廠作為我國石油鉆采裝備研發制造的骨干企業,多年來,不斷拓展“產、學、研、用”國際化互動平臺,加大技術交流合作,加快培育核心技術,持續提升企業創新能力,共獲得專利總數136項,其中發明專利2項。(胡慶明)

 
2013年3月19日,中石化石油工程機械有限公司第四機械廠研制的3000型壓裂車亮相中國國際石油石化技術裝備展覽會。當日,第十三屆中國國際石油石化技術裝備展覽會在北京開幕。世界首臺3000型壓裂車,搭載四機廠自主研發的STP3300長沖程壓裂泵和新一代控制系統,設備最大輸出功率3000馬力,最高工作壓力140兆帕,是目前國際上最大型號的車載壓裂裝備。在中國石油重點風險探井“束探1H井”的大型酸壓施工中,設備最高工作壓力84兆帕,高負荷連續作業時間14小時,設備性能得到施工方的充分認可。 (胡慶明)

        涪陵頁巖氣開采裝備九成“江漢四機造”
 
        中石化江漢四機廠以頁巖氣開發關鍵裝備研發為核心,不斷加快非常規裝備研制步伐,取得了一批技術先進、效益顯著、節能環保的標志性技術裝備成果。截至目前,江漢四機廠制造的設備已經占到涪陵頁巖氣勘探開發在用設備總數的90%。圖為焦頁30號平臺運用的國內首臺移動輪軌式鉆井“井工廠”裝備。(胡慶明)

        “上涂牌”涂料伴隨四機廠壓裂車等裝備走進涪陵頁巖氣田
 
近幾年,美國引領全球掀起了頁巖氣開發熱潮,開啟了新一輪的能源革命。涪陵頁巖氣田是我國首個商業化氣田,由中石化旗下的江漢油田負責開發,在中央電視臺《對話》欄目中,中石化股份有限公司高級副總裁王志剛對頁巖氣的開采過程作了詳細的講解,伴隨著講解,江漢油田四機廠的鉆機、連續油管、壓裂車漸次亮相熒屏。

上海市涂料研究作為江漢油田四機廠多年的合作伙伴,自1996年,中國第一套70MPa壓裂機組研制成功,到2013年世界首臺3000HP壓裂泵車亮相北京cippe展覽,上海市涂料研究所的“上涂牌”涂料就伴隨著四機廠的裝備,從平原到沙漠,從宣頁1到焦頁42,從作業井場到國際展會,一路走來,形成了良好的合作關系。(馬玲 胡永杰 戴瑩)

        涪陵氣田單平臺6口井首次壓裂
 
 近日,涪陵頁巖氣田焦頁59號平臺6口井首次進行壓裂,各項壓裂數據均達到方案要求,進展順利。該平臺是涪陵氣田目前進行壓裂的最大一個“井工廠”平臺,壓裂任務由江漢井下測試公司承擔。圖為1月3日,18臺壓裂機組整齊排列進行壓裂。(駱洪鋒  楊 帆 攝影報道;2016年01月05日《中國石化報》01版)

 

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