3000型压裂车助力涪陵页岩气田快速建产50亿方

        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，1月8日荣获国家科技进步二等奖。大型成套压裂装备的问世及应用，构建了完备的压裂装备研发体系，引领了行业发展，提升了我国压裂装备研发水平，标志我国压裂装备研制水平跻身世界领先行列。

        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，高效开发这些资源是国家能源安全的重要战略举措，也是油气开发领域的主战场。而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。利用大型压裂机组对油气储层进行改造是解放“孔渗低、埋深大、压力高”油气藏的决定性手段。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。

        形成页岩气勘探开发装备一体化解决方案。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。已生产出32台3000型压裂车及配套装备共67台设备，累计完成140多口井（2350层段）压裂施工作业，助力涪陵页岩气田成为全球除北美之外最大的页岩气田，显著提高了我国油气藏开发的整体技术水平，为我国能源安全提供了重要装备保障。

        成功解决我国难动用油气资源的商业化开发难题。在重庆、四川、贵州、新疆、东北、陕北、内蒙等地大型压裂装备的成功应用，解决了我国难动用油气资源的求产、商业化开发难题，使长庆油田、普光气田、元坝气田开发成为现实。

        成为我国大型压裂施工装备的主力军。在大庆、胜利、延长等16个油气田广泛应用于压裂作业，在油气开发中发挥了重要作用，设备运行好，应用效果突出得到了用户高度的评价，使我国油气储层改造超高压、大功率施工得以实现。截至2015年10月，研制的大型压裂装备达460台套，国内市场占有率70%，成为我国大型压裂装备的主力军。

        实现关键部件出口北美、独联体等国家地区。该项目形成3项行业标准，制定15项企业标准，申请国家发明专利20项、授权9项，获得软件著作权15项，发表论文87篇。建立了6000hp压裂泵试验、700MPa高压测试等试验装置15套，形成年产压裂泵700台、高压管汇10万件、系列压裂装备400台套的生产能力。研制的压裂泵、高压管汇、控制系统等关键部件出口到北美、独联体等地区。

        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。创新研发高压管汇件早期损伤磁记忆检测技术，首创了大规模压裂高压管汇在线不拆卸检测系统，为管汇的超高压安全使用提供了技术保障。

        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。
 
        延伸阅读：
        一、项目主要研发人员
项目主要研发人员：王峻乔 吴汉川 王庆群 唐军 胡顺 伍铁英 游艇 李蓉 刘琼 刘清友 周思柱 刘祖林 肖文生 樊建春 李增科。

        二、图片新闻
 
        由江汉油田四机厂承担的十二五国家重大专项技术3000型成套压裂机组模型亮相全球最大石油装备展。3000型大型成套压裂装备是为突破我国陆上、海洋、煤层气等勘探开发关键技术，提升我国能源产业自主创新和开发能力，为国家油气需求提供装备保障而研发的。四机厂作为我国石油钻采装备研发制造的骨干企业，多年来，不断拓展“产、学、研、用”国际化互动平台，加大技术交流合作，加快培育核心技术，持续提升企业创新能力，共获得专利总数136项，其中发明专利2项。（胡庆明）
 
        2013年3月19日，中石化石油工程机械有限公司第四机械厂研制的3000型压裂车亮相中国国际石油石化技术装备展览会。当日，第十三届中国国际石油石化技术装备展览会在北京开幕。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，设备最大输出功率3000马力，最高工作压力140兆帕，是目前国际上最大型号的车载压裂装备。在中国石油重点风险探井“束探1H井”的大型酸压施工中，设备最高工作压力84兆帕，高负荷连续作业时间14小时，设备性能得到施工方的充分认可。 （胡庆明）

        涪陵页岩气开采装备九成“江汉四机造”
 
        中石化江汉四机厂以页岩气开发关键装备研发为核心，不断加快非常规装备研制步伐，取得了一批技术先进、效益显著、节能环保的标志性技术装备成果。截至目前，江汉四机厂制造的设备已经占到涪陵页岩气勘探开发在用设备总数的90%。图为焦页30号平台运用的国内首台移动轮轨式钻井“井工厂”装备。（胡庆明）

        “上涂牌”涂料伴随四机厂压裂车等装备走进涪陵页岩气田
 
        近几年，美国引领全球掀起了页岩气开发热潮，开启了新一轮的能源革命。涪陵页岩气田是我国首个商业化气田，由中石化旗下的江汉油田负责开发，在中央电视台《对话》栏目中，中石化股份有限公司高级副总裁王志刚对页岩气的开采过程作了详细的讲解，伴随着讲解，江汉油田四机厂的钻机、连续油管、压裂车渐次亮相荧屏。

        上海市涂料研究作为江汉油田四机厂多年的合作伙伴，自1996年，中国第一套70MPa压裂机组研制成功,到2013年世界首台3000HP压裂泵车亮相北京cippe展览，上海市涂料研究所的“上涂牌”涂料就伴随着四机厂的装备，从平原到沙漠，从宣页1到焦页42，从作业井场到国际展会，一路走来，形成了良好的合作关系。（马玲 胡永杰 戴莹）

        涪陵气田单平台6口井首次压裂
 
        近日，涪陵页岩气田焦页59号平台6口井首次进行压裂，各项压裂数据均达到方案要求，进展顺利。该平台是涪陵气田目前进行压裂的最大一个“井工厂”平台，压裂任务由江汉井下测试公司承担。图为1月3日，18台压裂机组整齐排列进行压裂。（骆洪锋  杨 帆 摄影报道；2016年01月05日《中国石化报》01版）

 
        三、新闻素材

        世界首台3000型压裂车在四机厂问世

        日前，中石化石油工程机械有限公司第四机械厂研制的3000型压裂车，在工厂完成了100小时的性能试验，并于2月21日在河北辛集束探1H井进行了工业试验，试验结果表明，设备各项技术指标达到设计要求。至此，具有我国自主知识产权的世界首台3000型压裂车在四机厂问世。

        四机厂是一家专业的石油钻采装备研发制造企业，从上世纪80年代开始压裂设备研究。先后开发出国内首套800型、1000型、1800型、2000型压裂机组和世界首套车载式2500型压裂机组，压裂装备研发制造能力达到国际先进水平。

        为满足我国油气田超深井、超高压井、大型压裂施工和非常规能源开发的需要，四机厂承担了国家“十二五”科技重大专项项目“3000型成套压裂装备研制及应用示范工程”的科研任务。

        三年来，项目研发团队与国内高等院校、研究院所及国外专家携手合作，从基础理论和材料研究入手，攻克了基础材料、核心部件疲劳性和可靠性试验、多添加剂快速混拌与高精度自动控制等多项技术难题，完成了3300马力柱塞泵百万冲次耐久试验、成套压裂机组样机试制、样机台架试验及工业试验。世界首创的车载式3000型压裂机组初步成组，SHS20型混砂车、SGH140型管汇车等产品已在国内外销售。通过项目的实施，四机厂构建起我国大型压裂装备自主创新的研发平台，研制过程中形成的核心技术与研究成果，在工厂系列产品上推广应用，促进了我国压裂工程技术及装备领域整体实力的提升。

        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，设备最大输出功率3000马力，最高工作压力140兆帕，是目前国际上最大型号的车载压裂装备。在中国石油集团公司重点风险探井“束探1H井”的大型酸压施工中，设备最高工作压力84兆帕，施工排量12.6立方米/秒，高负荷连续作业时间14小时，设备性能得到施工方的充分认可。

        3000型压裂车的出炉，标志着四机厂压裂装备研发制造水平跻身世界领先行列。下一步，工厂将对设备进行进一步的工业试验和产品优化，致力把世界首创做成精品样板，同时从设备研制到集成配套、从井场布置到培训服务等方面，为油田提供工程服务一体化解决方案，全力服务我国能源开发。（马玲 付喜艳）

        中国石化四机厂3000型成套压裂装备通过鉴定

        2014年12月28日，中国石化集团通过了中国石化石油工程机械有限公司第四机械厂研制的“3000型成套压裂装备”成果鉴定会。

        3000型成套压裂装备主要针对我国深层、超深层以及低渗、特低渗等难开采资源,2011年获得国家“十二五”科技重大专项立项。该装备创新研究了压裂车部件轻量化和集成设计技术，形成了压裂液全流程配制大排量精确、高效混输技术、压裂机组智能组网和多主站控制技术，建立了适合长周期服役的超高压压裂管汇系统设计、制造、检测及使用安全保障技术体系。

        项目历时4年，成功研制了包括3000型压裂泵车、SHS20混砂车等在内的超高压、大功率3000型成套压裂装备，具备整机功率大、机动性能好、集成化程度高等优点，改变了传统基地配液、井场储液的供液模式，避免了现场残液的浪费及环境污染，同时减少现场储罐数量，降低作业占地面积，安全环保优势明显。

        该成套装备控制系统能对40台装备进行集中、精确控制，满足复杂恶劣工况条件下的可靠性要求。该成套装备的磁记忆在线安全检测装置，可早期发现高压管汇机体的损伤隐患，确保装备持续安全、高效作业。

        项目成果已应用于湖北、陕北、四川等地区，完成了300多井层的压裂施工，最高作业压力达112兆帕、最大单段压裂液量4300立方米、持续安全作业时间15小时，在重庆涪陵国家级页岩气示范区建设中发挥了重要作用，为我国低渗透油气高效、低成本开发提供了重要装备支撑。

        石油机械公司创新产品精彩亮相国际展会
 
        2014年5月5日至8日，第45届美国国际石油、天然气展览会（OTC）在美国休斯敦举行。石油工程机械有限公司携旗下江钻股份、四机厂、沙市钢管厂、四机赛瓦和机械研究院整体组团，精彩亮相OTC，全面展示石油机械公司在钻具及井下工具、陆上钻采装备、海洋石油工程装备、油气储运装备以及页岩气勘探开发装备等多个领域的综合实力以及良好的企业形象，受到业内外人士广泛关注。

        近年来，石油机械公司坚持走科技创新之路，已经拥有重载高速钻头轴承技术、金属材料研究评价技术、快移快装钻机集成技术、成套压裂装备网络控制技术、固井自动混浆技术、设备低温应用技术、高钢级厚管壁钢管成型与焊接技术、压缩机开发技术CAD/CAE/CAPP /CAM应用集成技术等等，一批具有自主知识产权的特色技术和核心技术系列。公司拥有专利400多项，其中，发明专利60多项，专有技术200余项。培育形成了石油钻头、固井压裂设备、钻机、修井机、钢管、天然气压缩机、井下工具等一批在国内外市场上有较强竞争力的石油机械产品，并远销美国、加拿大、俄罗斯、中亚、中东、南美等40多个国家和地区。

        在展会上，该公司充分利用产品宣传样本、光盘以及精密制造的产品模型，将公司主打产品和新近研发的“井工厂”钻机、3000型全套压裂设备、连续油管、页岩气勘探开发装备一体化解决方案等特色产品摆到国际高端市场前台，先后接待了来自中东、南美、加拿大等30多个国家和地区的500多家客商。此次OTC展会将给石油机械公司的外贸业务带来更多的机会，对进一步扩大国际市场有着积极意义。（马玲曹海峰 陈志毅）

        四机厂钻机移运装置研制技术达到国际先进水平

        5月5日，集团公司科技部组织专家组，对四机厂承担的《井工厂钻机移运装置研制》项目进行了成果鉴定，一致认为：该项目取得了具有自主知识产权的创新成果，整体技术达到国际先进水平。

        《井工厂钻机移运装置研制》项目通过对最大移运重量达1000吨，可360°人员方向移动的钻机步进式移运装置整体方案和最大移运重量达2000吨的轮轨式钻机整体移运方案的研究，完成了机械驱动、复合驱动及电驱动钻机丛式井移运改造技术，形成了多个创新点，2项发明专利获国家受理，3项实用新型专利获授权。

        项目成果在涪陵国家级页岩气示范区建设中成功应用，使井间搬迁时间由原来的6天缩短为3小时。装置同时出口到俄罗斯、委瑞内拉等国家和地区，各项性能指标均满足油田现场使用要求，得到了用户的广泛认可。（黄丽红 庞坚） 

        石化机械有效强化复合桥塞研发与市场推介

        日前，中石化石油机械股份有限公司四机赛瓦石油钻采设备有限公司面对中原、胜利等石油工程客户，积极开展技术交流与新研制的复合桥塞的市场推介工作，见到良好效果。多个地区客户表示，将全面使用四机赛瓦复合桥塞进行井下作业。

        今年4月份以来，石化机械四机赛瓦多次模拟直井、水平井钻磨的评价性试验，依据理论计算和钻磨

        试验的数据，优化设计复合桥塞的卡瓦锚定部分，提出了一种全新的易钻防转结构，并通过优化密封支撑系统，改进一体化复合锥体背圈，实现了在保证复合桥塞锚定和密封可靠的基础上，大幅提高桥塞的可钻性。优化设计的复合桥塞目前已在涪陵页岩气田多口井试用和推广应用近500只。从使用的整体效果看，钻磨效率高，钻头磨损量小；复合碎屑自然返排率高，强磁打捞金属碎屑效果好、碎块小。相比工区的进口桥塞，四机赛瓦复合桥塞在泵送可靠、承压稳定、钻塞效率等方面具有综合优势。（孙海涛）