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压裂装备“中国版”促进页岩气低成本高效开发

作为国家科技重大专项科研项目，3000型成套压裂装备以其在实际应用中的卓越表现，为国家新能源战略提供有力支撑。

□本报记者 马 玲 通讯员 黄予剑 付喜艳

前不久，涪陵工区焦页42号平台4口井“井工厂”同步交叉压裂施工获得圆满成功。本次压裂所有参与施工的设备均由石油机械公司四机厂生产。其中包括10台3000型压裂车和28台2500型、2300型压裂车，以及混砂车、管汇车、仪表车、配液车、供砂车等庞大的设备群，总装机功率94200马力，单日8段15小时连续作业，创下了国内压裂设备在单平台应用数量最多、总装机功率最大、连续作业时间最长、整体网络控制设备数量最多等多项新纪录。

从单口井压裂到两口井拉链式压裂，再到4口井“井工厂”同步交叉压裂，四机厂生产的世界首创3000型压裂车，作为涪陵工区压裂施工的主力设备，一次又一次“压”出新高度，为国家新能源战略提供了强有力支撑。

瞄准页岩气领域先行先试

与国外相比，我国页岩气开发起步较晚，四机厂在压裂装备研发上却体现出了超前意识。

2008年，当世界首套车载式2500型压裂机组在四机厂研制成功时，技术团队就开始谋划下一步的发展方向。此时，页岩气在中国刚刚起步，前景未明。压裂是页岩气开发的关键环节，压裂装备是前提保证。我国页岩气大多埋藏较深且位于山区，井场面积有限，交通运输不便，页岩气要实现规模化开采，研发更大功率、更大排量、更长连续作业时间的压裂装备势在必行。

目前国际上最大型压裂装备输出功率2500马力，没有更大型号的应用实例。四机厂申报的“3000型成套压裂装备及应用示范工程”项目，通过国家“十二五”科技重大专项科研项目立项论证，3000型压裂装备的研制上升为“国字号”工程。

项目研究团队汇集了国内外125名专家学者，有7家高校院所参与其中，通过项目平台，团队成员把高校院所的理论优势和四机厂20多年的压裂装备研发制造经验相结合，经过反复试验验证，最终实现了压裂装备研发革命性的突破。世界首台3000型压裂车，搭载四机厂自主研发的STP3300长冲程压裂泵和新一代控制系统，成为目前国际上最大型号的车载压裂装备。

促进页岩气低成本高效开发

3000型压裂车比2500型功率大了500马力，体积和重量却不变，适应页岩气开发的优势明显。在高压大排量的页岩气压裂作业环境下，压裂机组一般配置4万水马力左右，如果按照2500型压裂车配置需要16台。如果采用3000型压裂车，只需要13台就足够。这就意味着在同样功率情况下，能减少设备占地面积100多平方米，同时减少设备故障率、设备维护成本及现场装配施工时间。

不仅如此，3000型压裂车在设备性能上也有了大的进步。针对过去发动机采用风扇降温效果有限的问题，该厂设计了新的全封闭式冷却系统，降温幅度在40摄氏度以上。走进宽敞的仪表车内，过去一个人机界面可控制10台压裂车，现在可控制30台，按键的操作方式也变为了轻点鼠标，过去需要3名操作工干的活，现在只需要1个人就能轻松完成。

同时，四机厂创新研发的压裂设备集群网络，解决了多机组施工作业信号传输和无线控制的难题。智能冗余环形网络和压裂液工艺自适应控制专有技术，提高了装备自动控制能力。泵头体、管汇件、密封件等设备易损件寿命的延长，满足了页岩气高效、低成本开发的需求。

在涪陵页岩气田开发过程中，一个平台通常布设多口井，由于装备能力和可靠性的提升，可采用国际上先进的同步压裂技术，焦页42号平台4口井的压裂时间与过去一口井相当，使施工节奏从“短跑”向“长跑”转变，提高作业效率近4倍。

为用户提供全方位增值服务

足不出户，就能解决远在千里之外的施工技术难题。在四机厂固压设备研究所，该厂压裂设备首席工程师吴汉川与其他专家一道，对来自涪陵工区压裂现场同步传输回来的数据进行分析和指导，提出有针对性的施工改进意见和建议。

“3000型成套压裂装备及应用示范工程”项目包含6项任务27个专题，既有装备应用技术研究，又有压裂辅助装置研制，还有不同工况条件下的作业方案研究等，覆盖压裂施工作业的全过程。

在涪陵工区，该厂为适应规模化压裂施工，有针对性地设计了装备多井口连接系统、模拟布置系统及操作应用规范，减少设备动迁，提高作业效率。为解决施工过程中砂罐占地面积大、加砂工作强度大的问题，四机厂设计开发了连续供砂装置，实现砂量自动计量和控制，气动加砂，余砂回收，安全环保又高效。能实现六种液料、一种干料在线混配和精确计量的连续配液装置近期也在涪陵工区投入使用。

在该厂混砂车操作培训现场，学员们在模拟装置上进行操控演练。该厂为培训专门成立了教师站，并针对常见设备问题，在操作系统里进行“故障投放”，有效提高操作人员解决现场实际问题的能力。

为客户提供装备设计制造、安装调试、维护保养、维修改造、配件供应、现场检测等一揽子服务方案，让客户享受到精良产品和超值服务，是四机厂一直坚守的市场信念。下一步，四机厂还将根据3000型压裂装备使用过程中收集反馈的信息，进一步优化装备设计，提高智能化控制水平，降低设备使用与维护成本，全力满足页岩气发展需要。

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