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所大学及科研单位联合自主创新研制的“超高压大功率油气压裂机组研制及集群化应用”项目近日荣获国家科技进步二等奖。业内专家表示，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。
战略意义凸显
中国石化相关负责人告诉记者，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。
首先，形成了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。目前，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。
第二，该项目的研制成功，成功解决了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。
第三，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，受到用户高度评价。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。
第四，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。
实现四大创新
据了解，该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，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。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。
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