參展科技周活動現(xiàn)場

前不久，石化機(jī)械研制是吊車租賃的5000型電驅(qū)壓裂橇、SHS40電驅(qū)混砂橇產(chǎn)品亮相2019年全國科技活動周暨北京科技周活動現(xiàn)場。該公司還制作了電驅(qū)壓裂機(jī)組與分段工具應(yīng)用研究、復(fù)雜構(gòu)造精確導(dǎo)向技術(shù)應(yīng)用研究、7000米自動化鉆機(jī)、鉆頭和鉆頭工況在線監(jiān)測儀、鉆具及提速工具、頁巖氣集輸裝備等6個方面展牌，重點呈現(xiàn)了“十三五”國家科技重大專項“深層頁巖氣開發(fā)關(guān)鍵裝備及工具研制”項目取得是吊車租賃的階段研究成果。

在我國首個頁巖氣田——涪陵頁巖氣田是吊車租賃的勘探開發(fā)和商業(yè)化開發(fā)建設(shè)中，石化機(jī)械是“井工廠”快速運移鉆機(jī)、大功率3000型壓裂機(jī)組、連續(xù)油管作業(yè)車、帶壓作業(yè)車、SZB1000型鉆塞泵注設(shè)備、地庫天然氣壓縮機(jī)、頁巖氣增壓壓縮機(jī)、自動混漿撬、電驅(qū)固井設(shè)備、大功率電驅(qū)海洋固井裝備、金屬密封鉆頭、混合鉆頭、頁巖氣水平井泵送橋塞等多項“中國第一”的締造者，還是涪陵頁巖氣勘探開發(fā)紀(jì)錄多個“中國第一”的創(chuàng)造者，石化機(jī)械提供的油氣裝備工具在壓裂施工、鉆井施工中頻頻開創(chuàng)提速、提效、提產(chǎn)、提質(zhì)和降本新紀(jì)錄。

頁巖氣勘探開發(fā)裝備一體化解決方案

石化機(jī)械2012年底由中國石化機(jī)械制造板塊整合重組而成，是中國石化唯一的油氣裝備研發(fā)制造與專業(yè)技術(shù)服務(wù)中心，擁有石油工程、油氣開發(fā)、油氣集輸三大領(lǐng)域12項特色系列產(chǎn)品，覆蓋陸地和海洋。本部位于武漢光谷，下轄四機(jī)公司、江鉆公司、鋼管分公司、三機(jī)分公司、四機(jī)賽瓦公司（持股65%）和機(jī)械研究院6家單位，分布在湖北武漢、荊州和潛江等地。

各主要產(chǎn)業(yè)是伴隨著國家油氣發(fā)展、中國石化改革發(fā)展和江漢油田大會戰(zhàn)，在一窮二白中拓荒建設(shè)起來的。他們通過消化吸收引進(jìn)技術(shù)和自主技術(shù)創(chuàng)新，不斷配套建設(shè)并推動油氣開發(fā)裝備工具的全面國產(chǎn)化，走出了一條創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、奮發(fā)奮進(jìn)的發(fā)展之路。

作業(yè)工程裝備

從常規(guī)到非常規(guī)，石化機(jī)械依靠自主創(chuàng)新，借助中國石化完整產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，分別承擔(dān)“十二五”和“十三五”國家科技重大專項、國家863和集團(tuán)公司項目，加強裝備工具研發(fā)攻關(guān)，并舉全公司之力，服務(wù)涪陵國家級頁巖氣示范區(qū)建設(shè)，成功實現(xiàn)“井工廠”特色鉆井、壓裂關(guān)鍵裝備和配套工具的全部國產(chǎn)化。在此基礎(chǔ)上，立足產(chǎn)品自制，堅持“制造+服務(wù)”，推出頁巖氣勘探開發(fā)裝備一體化解決方案，廣泛服務(wù)于焦石壩、彭水、丁山、南川等重點頁巖氣區(qū)塊，有效打破國外壟斷，顯著提高效率，為我國頁巖氣勘探開發(fā)提供了重要裝備技術(shù)服務(wù)支撐。

鉆井工程裝備

石化機(jī)械牙輪鉆頭、固井壓裂裝備、油氣井封層橋塞先后被國家工信部認(rèn)定為制造業(yè)單項冠軍。公司牽頭研發(fā)的“超高壓大功率油氣壓裂機(jī)組研制及集群化應(yīng)用”項目，獲得2015年國家科技進(jìn)步二等獎，標(biāo)志我國壓裂裝備研制水平躋身世界領(lǐng)先行列。

橋塞生產(chǎn)現(xiàn)場

自產(chǎn)橋塞　不再讓外國技術(shù)“卡脖子”

頁巖氣勘探開采的技術(shù)突破，是降低成本、實現(xiàn)商業(yè)化的前提。擺脫束縛才能高飛。

開采頁巖氣如同從毛細(xì)血管采血，而水平井分段壓裂技術(shù)被視作頁巖氣開采的“命門”。這種開采方式需要用到一項關(guān)鍵工具，即用于地下水平井分段壓裂的分段器——橋塞，既要能承受高溫高壓，又要容易被鉆頭鉆通，以便氣體匯集。

過去，涪陵頁巖氣田主要使用美國進(jìn)口的橋塞，單只價格15萬元，每口井需要約15個，購置費用高達(dá)220萬元，而且還會經(jīng)常被國外“卡脖子”。在鉆井技術(shù)、壓裂技術(shù)相繼實現(xiàn)國產(chǎn)化后，橋塞便成為了頁巖氣工程技術(shù)裝備國產(chǎn)化的最后一塊拼圖。

2016年，石化機(jī)械旗下的四機(jī)賽瓦公司針對焦石壩工區(qū)的工藝和套管特點，自主研發(fā)的高強易鉆復(fù)合橋塞性能媲美進(jìn)口產(chǎn)品，在涪陵工區(qū)連續(xù)刷新單支橋塞鉆磨時間最短、單井鉆塞周期最短等多項施工紀(jì)錄。以鉆塞時間為例，通常進(jìn)口橋塞全部鉆完平均需要7至10天，而國產(chǎn)橋塞全部鉆完的平均周期是5至7天，而成本僅為國外的十分之一左右。

石化機(jī)械掌握了核心技術(shù)后，橋塞產(chǎn)品價格低、質(zhì)量過關(guān)，外國公司爭相向他們采購，還迫使進(jìn)口橋塞單價降至近2萬元人民幣。

5000型電動壓裂橇組在焦頁82號壓裂平臺作業(yè)

大功率壓裂機(jī)組　中國版“巨無霸”

頁巖氣通常位于地下2000-4000米深的頁巖層中，由于頁巖材質(zhì)密不透水，卻很容易碎裂，因此要從片狀的巖石里采出氣來，就要盡可能地將頁巖擊碎。為了獲得持續(xù)高產(chǎn)的頁巖氣，需要將大體量壓裂液壓注進(jìn)井底，采取分段壓裂的開采方式，使巖壁碎裂，釋放頁巖氣。全球大多數(shù)國家受制于高技術(shù)門檻，只能望“氣”興嘆。

重慶涪陵頁巖氣儲藏一般埋藏更深，對壓裂設(shè)備要求高。為實現(xiàn)頁巖氣高質(zhì)高效開發(fā)，國內(nèi)曾考慮國外多家知名企業(yè)參與開發(fā)，讓國內(nèi)外技術(shù)設(shè)備打擂競爭。

在這種背景下，石化機(jī)械旗下的四機(jī)公司在2013年成功研制出3000型壓裂車，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，設(shè)備最大輸出功率3000馬力，最高工作壓力140兆帕，是當(dāng)時國際上最大型號的車載壓裂裝備。整體技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，比其他壓裂車工作效率高出20%以上，易損件壽命提高20%以上。

此后，他們又研制出5000型、6000型電動壓裂橇，并于今年初順利完成重慶涪陵焦頁82號平臺4口井“井工廠”模式壓裂施工，實現(xiàn)規(guī)模化運用。這標(biāo)志著，中國石化頁巖氣開采核心技術(shù)裝備從“燃油驅(qū)動時代”邁進(jìn)“電動、綠色、智能時代”。

焦頁82號平臺共有4口井，合計79段。其中，82-4HF井是目前涪陵工區(qū)井深最深、水平段最長的井。施工采取電驅(qū)壓裂橇+壓裂車組合模式進(jìn)行，投入5000型電驅(qū)壓裂橇7臺，占到總水馬力的75%。近4個月時間，設(shè)備總體運行穩(wěn)定、安全可靠。與傳統(tǒng)柴驅(qū)動力壓裂設(shè)備相比，二氧化碳、氮氧化物等污染物實現(xiàn)了零排放，有效解決了目前壓裂施工中裝備功率提升難、使用維護(hù)成本高、節(jié)能環(huán)保受限等難題，推動了燃油型向電動化跨越，促進(jìn)了深層頁巖氣綠色、高效和低成本開發(fā)。

在施工過程中，研發(fā)團(tuán)隊認(rèn)真聽取用戶對新裝備使用的意見和建議，做好現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)保障和問題整改工作。售后服務(wù)人員認(rèn)真履行服務(wù)責(zé)任，做到精準(zhǔn)服務(wù)、快速響應(yīng)，全天候保障用戶設(shè)備運轉(zhuǎn)維保需求，以優(yōu)質(zhì)的服務(wù)贏得了用戶信任。

目前，石化機(jī)械超高壓大功率全電動成套壓裂裝備在涪陵頁巖氣田、大慶油田、新疆油田等主要油氣區(qū)推廣應(yīng)用近20臺。

油氣鉆頭

超深井鉆頭　不斷向珠峰挺進(jìn)

運用頁巖氣鉆頭鉆具成功開發(fā)成果和經(jīng)驗，讓石化機(jī)械嘗到了甜頭，成果不斷向順北等區(qū)塊超深井?dāng)U展延伸。

新疆順北油田，平均埋藏深度超過7300米，是超深井商業(yè)化開發(fā)的世界級難題。今年初，順北鷹1井使用石化機(jī)械旗下的江鉆公司提供的鉆頭+螺桿，完鉆井深8588米，創(chuàng)中國石化亞洲陸上鉆井最深紀(jì)錄。

江鉆公司還分別是前亞洲陸上最深井，完井深度為8420米的川深1井、完鉆斜深為8433米的順北評2H井、完鉆井深8450米的順北蓬1井、完鉆井深8520米的順北5-5H井等多口8000米以上超深井的鉆頭鉆具主供應(yīng)商，提供的尖峰金剛石鉆頭、混合鉆頭、等壁厚螺桿鉆具等特色優(yōu)勢產(chǎn)品接連助力用戶攻克中國油氣鉆井史上的多個“珠峰”，不斷刷新亞洲陸地鉆井深度。

TH123121井是西北油田部署的一口三開制直井，地層復(fù)雜、可鉆性差，易造成鉆頭磨損。多年來，該區(qū)塊長裸眼段一般需要3趟鉆，二開一趟鉆一直是當(dāng)?shù)赜脩舻钠惹行枨蟆闈M足該區(qū)塊提速提效需求，現(xiàn)場服務(wù)和產(chǎn)品研發(fā)團(tuán)隊先后與甲方工程院、鉆井公司項目組、井隊密切聯(lián)系，深入現(xiàn)場實地調(diào)研，認(rèn)真分析地層特點，不斷強化鉆頭的抗沖擊性，提升產(chǎn)品硬實力；技術(shù)服務(wù)人員細(xì)化工程技術(shù)服務(wù)方案，密切跟蹤實時鉆進(jìn)情況，根據(jù)地層特點合理優(yōu)化調(diào)整鉆井參數(shù)，強化服務(wù)軟實力。通過一系列措施，該井二開長裸眼段19.5天完成鉆進(jìn)，實現(xiàn)單只鉆頭一趟鉆進(jìn)尺5053米，刷新了國內(nèi)單只鉆頭一次入井最長進(jìn)尺紀(jì)錄，為塔河區(qū)塊鉆井再提速、加大西北油田油氣勘探開發(fā)力度提供有力支撐。

在井深8430米的順北評價1井施工中，江鉆公司研制的12英寸混合鉆頭在關(guān)鍵井段二疊系使用，基本實現(xiàn)一趟鉆鉆穿二疊系，創(chuàng)下順北工區(qū)5英寸小井眼地層單只鉆頭最高進(jìn)尺紀(jì)錄。在井深8433米的順北評價2井施工中，12英寸混合鉆頭在關(guān)鍵層段二疊系地層單只進(jìn)尺352.5米、平均機(jī)速2.96米/小時，較同層段牙輪鉆頭進(jìn)尺提高161%、機(jī)速提高58%。他們設(shè)計提供的鉆頭鉆具一體化解決方案，在設(shè)計井深8690米的川深1井全面應(yīng)用，先后4次打破進(jìn)口產(chǎn)品保持的指標(biāo)紀(jì)錄，創(chuàng)下川東北同尺寸海相地層最高進(jìn)尺和最高機(jī)械鉆速兩項紀(jì)錄。

天然氣壓縮機(jī)

增壓壓縮機(jī)成為頁巖氣田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的關(guān)鍵裝備

受自然遞減規(guī)律影響，頁巖氣田開發(fā)1-2年后就全面進(jìn)入平輸壓生產(chǎn)，穩(wěn)產(chǎn)壓力巨大。增壓開采成為頁巖氣田穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)的關(guān)鍵一招。

在涪陵頁巖氣田，石化機(jī)械旗下的三機(jī)分公司，從氣田開發(fā)初期，就主動出擊，提前介入，為涪陵氣田增壓開采思路和方案的制定、實施、落實提供有力的技術(shù)支持和幫助。他們針對氣田工況特點開發(fā)了井口增壓壓縮機(jī)、氣舉排液壓縮機(jī)等適用機(jī)型，一舉成為是涪陵氣田增壓設(shè)備的主供應(yīng)商。目前在用的83臺增壓壓縮機(jī)為174口氣井開采增壓，占?xì)馓锶仗幚須饬康?5.6%，不僅穩(wěn)定了氣田生產(chǎn)，而且為氣田增產(chǎn)氣量20%。

在南川頁巖氣田，三機(jī)壓縮機(jī)與其他三家壓縮機(jī)供貨商同臺競技，以優(yōu)化的工藝流程、最滿足工部要求的控制參數(shù)、針對性強的整體解決方案，率先在南川氣田平橋南194和197平臺成功投運，井口增壓提產(chǎn)效果好于預(yù)期，各項指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，成為南川頁巖氣田唯一增壓設(shè)備供應(yīng)商。

他們還在涪陵設(shè)立了技術(shù)服務(wù)中心，安排精兵強將，為用戶提供24時服務(wù)保障。涪陵技術(shù)服務(wù)中心目前承擔(dān)著焦石壩方圓二百公里范圍內(nèi)壓縮機(jī)的到貨驗收、安裝調(diào)試、交機(jī)手續(xù)、巡檢、故障處理、維護(hù)保養(yǎng)任務(wù)。為第一時間響應(yīng)市場需求，服務(wù)人員本著“先修保運行、后理清責(zé)任”的原則，隨時處于待命狀態(tài)，根據(jù)用戶需求，趕往現(xiàn)場，堅持與用戶一道分析問題原因，提出解決方案，快速搶修處理故障，加快外部質(zhì)量問題的處理速度，確保了該公司壓縮機(jī)組在涪陵市場上的平穩(wěn)安全運行。

截至目前，石化機(jī)械天然氣壓縮機(jī)已在文23地下儲氣庫、華北大牛地塔榆增壓站和涪陵頁巖氣增壓等重點目標(biāo)市場得到廣泛應(yīng)用，擁有良好品牌聲譽。

責(zé)編：孫海濤