3000型压裂车助力页岩气田建产

发布时间：2016-01-15 14:57:52来源：中国科学报作者：载文

　　2015年1月8日，由中石化石油机械股份有限公司承担，与中国石油大学等8所大学及科研单位，自主创新研制的“超高压大功率油气压裂机组研制及集群化应用”项目，荣获国家科技进步奖二等奖。
 

　　我国新发现的油气储量中，深层、超深层及页岩气等非常规油气资源约占2/3，常规压裂机组已经不能满足我国极为复杂的地质和地表条件下资源的安全高效开发。因此，自主创新研制超高压大功率油气压裂机组具有重要的战略意义。它包括多台压裂车、混砂车、高压管汇系统、配液车、供砂装置和集群控制系统等，3000型压裂车是其中的佼佼者。
 

　　中国石化机械公司以“井工厂”钻机、3000型全套压裂设备、复合桥塞、连续油管、“等壁厚螺杆钻具+平稳切削PDC钻头组合”等创新产品及技术形成的页岩气勘探开发装备一体化解决方案，为我国首个页岩气田——涪陵页岩气田商业化开发，短期建成50亿方产能发挥了重要的装备支撑作用。项目团队依托国家科技重大专项、“863”科研项目支持，通过10多年持续技术攻关，实现了四大创新。
 

　　一是创新形成了超高压大功率压裂车轻量化及优化集成技术。创建了压裂泵理论分析和“百万冲次”实验测试方法，研发了压裂泵高强韧材料性能调控和轻量化技术，研制出系列大功率压裂泵，泵头体寿命相比同类先进产品提高50%以上;创新了大功率压裂车在有限空间与质量约束条件下的优化集成方法，先后研制出世界首台2500型、3000型压裂车，提升了我国压裂装备的核心能力。
 

　　二是创新形成了大规模压裂液全流程精确、高效混配技术。发明压裂液自动混配控制方法，创新形成了压裂液高能混配、砂量宽幅调整、多介质高效混拌技术，研制出精确输砂装置、配液及混砂车，实现了“井工厂”全流程压裂液混配模式。
 

　　三是创建了超高压管汇设计、制造、在线检测及使用安全保障技术体系。提出了基于冲蚀机理和应力解析计算的高压管汇设计方法，形成了超高压腐蚀条件下的非金属密封材料评价优选技术，研制出140MPa超高压管汇。
 

　　四是创新了基于大型压裂工程成套装备集群化控制与应用技术。发明了压裂机组网络控制方法，构建了多重冗余高可靠性测控网络;首创提出“定排限压”单元功率智能分配模式和基于动力储备、运维周期、管汇降阻及系统减振等约束条件下的大型压裂机组集群化应用准则，实现了多装备高效协调作业。

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