日前,塔里木盆地8226米深的博孜1904井,剛剛完成了一場(chǎng)國(guó)產(chǎn)裝備的高壓極限測(cè)試--154.68兆帕的施工壓力,創(chuàng)下國(guó)內(nèi)外壓裂施工最高壓力紀(jì)錄。
鉆井深度突破8000米、壓力強(qiáng)度攀升至120兆帕以上,作業(yè)時(shí)長(zhǎng)更是要求達(dá)到每年6000小時(shí)不間斷運(yùn)行……隨著全球非常規(guī)油氣資源大規(guī)模開發(fā),水力壓裂作為其核心增產(chǎn)技術(shù),正朝著大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的作業(yè)模式發(fā)展。這一系列數(shù)字背后,是能源行業(yè)向深地進(jìn)軍的技術(shù)雄心,也是對(duì)裝備極限性能的嚴(yán)苛考驗(yàn)。如何打破傳統(tǒng)柱塞泵在極端工況下頻發(fā)的開裂、磨損與維保難題瓶頸,成為整個(gè)能源裝備領(lǐng)域亟須回答的命題。
技術(shù)破局超長(zhǎng)待機(jī)
隨著全球能源需求持續(xù)增長(zhǎng),超深井與非常規(guī)油氣資源開發(fā)已成為能源增產(chǎn)的主陣地和保障能源安全的重要支柱,能源裝備的技術(shù)革新正不斷成為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。這一趨勢(shì)也對(duì)壓裂作業(yè)的“心臟”設(shè)備壓裂柱塞泵的性能、可靠性和維保周期提出了前所未有的要求。
深井壓裂技術(shù)是頁(yè)巖油氣關(guān)鍵技術(shù),柱塞泵作為壓裂裝備的“動(dòng)力心臟”,其性能和壽命,正深刻影響著非常規(guī)油氣開發(fā)的深度與效率。比如,在實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣商業(yè)化大開發(fā)的美國(guó),壓裂作業(yè)更需每年應(yīng)對(duì)超6000小時(shí)不間斷運(yùn)行的極端工況。傳統(tǒng)柱塞泵壽命短、易開裂、維保頻繁、穩(wěn)定性差等痛點(diǎn),已難以支撐更高強(qiáng)度的作業(yè)需求,正成為行業(yè)實(shí)現(xiàn)下一個(gè)數(shù)千萬(wàn)噸油氣當(dāng)量跨越的關(guān)鍵瓶頸。
挑戰(zhàn)之處,必有破局之道。“我們通過(guò)自主創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)技術(shù)破局,重磅研發(fā)出超長(zhǎng)壽命、超大排量的盤古系列柱塞泵。它采用自研JRZT系列高強(qiáng)度材料,一體化鑄造的動(dòng)力端、減速箱及十字頭箱殼體,以'盤古'命名,徹底告別傳統(tǒng)泵'頻繁更換、停機(jī)損失大'的壓裂時(shí)代,引領(lǐng)行業(yè)邁向高效、不間斷作業(yè)的新紀(jì)元。”杰瑞集團(tuán)中心研究院總工程師姜一博說(shuō)。
杰瑞解決了傳統(tǒng)泵“用不久、修不停”的行業(yè)痛點(diǎn),用億沖次循環(huán)無(wú)損性能,重新定義柱塞泵壽命極限。
智能化高效護(hù)航
技術(shù)的突破不止于結(jié)構(gòu),新一代盤古泵深度融合了狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),給泵裝上實(shí)時(shí)體檢儀,實(shí)現(xiàn)了從“故障后維修”到“預(yù)警式維護(hù)”的跨越。
“泵體的關(guān)鍵部位在運(yùn)行時(shí),狀態(tài)健康情況,我們都可以瞬時(shí)感知到,動(dòng)力端故障預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到100%,液力端也高達(dá)97.7%?!苯徊┱f(shuō)。
可以說(shuō),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)徹底改變了從“定期拆檢”變?yōu)椤鞍葱杈S?!钡膫鹘y(tǒng)的維保邏輯,既避免了過(guò)度維護(hù)帶來(lái)的二次損傷,又能精準(zhǔn)防范突發(fā)故障。
當(dāng)多臺(tái)設(shè)備協(xié)同作業(yè)時(shí),智能化系統(tǒng)能夠根據(jù)各泵的健康狀態(tài)智能分配負(fù)載-健康度較低的設(shè)備承擔(dān)較輕任務(wù),而狀態(tài)最佳的設(shè)備發(fā)揮最大效能。“這種'田忌賽馬'式的智能調(diào)度,確保了整個(gè)井場(chǎng)在設(shè)備生命周期內(nèi)始終保持最優(yōu)作業(yè)效率,真正實(shí)現(xiàn)了從單機(jī)智能到系統(tǒng)智能的跨越?!苯徊┙忉屨f(shuō)。
重塑新市場(chǎng)圖景
隨著盤古泵在北美、中東、中國(guó)等地的極端工況中不斷驗(yàn)證其性能,一場(chǎng)關(guān)于“壓裂經(jīng)濟(jì)性”的重新計(jì)算正在展開。
數(shù)據(jù)顯示,新一代盤古泵相比傳統(tǒng)焊接泵,重量更輕、排量更大,維保周期延長(zhǎng)一倍以上,維護(hù)成本降低50%。這些性能參數(shù)的變化,正在深刻改變非常規(guī)油氣開發(fā)的經(jīng)濟(jì)模型。
在北美市場(chǎng),裝備的輕量化帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的運(yùn)營(yíng)效益。不僅解決四橋半掛車轉(zhuǎn)彎半徑不足導(dǎo)致的輪胎磨損問(wèn)題,更使得設(shè)備能夠適應(yīng)更復(fù)雜的地理環(huán)境。而在中國(guó)川渝地區(qū),山區(qū)道路的運(yùn)輸限制一度制約大功率設(shè)備的應(yīng)用,輕量化設(shè)計(jì)使得7000馬力大泵能夠順利抵達(dá)偏遠(yuǎn)井場(chǎng)。更重要的是,排量的大幅提升意味著同等作業(yè)規(guī)模下,井場(chǎng)所需設(shè)備數(shù)量可減少30%-50%,直接降低了客戶的初始投資和運(yùn)營(yíng)成本。
更輕的重量、更大的排量、更長(zhǎng)的壽命,意味著井場(chǎng)可用更少的設(shè)備、更少的人力,完成更高強(qiáng)度的作業(yè)。特別是在山地、深井等復(fù)雜地理與地質(zhì)環(huán)境中,輕量化與高功率密度帶來(lái)的運(yùn)輸與部署優(yōu)勢(shì)尤為顯著。
這場(chǎng)由一顆“泵芯”所引發(fā)的技術(shù)變革,正逐步改寫非常規(guī)油氣開發(fā)的經(jīng)濟(jì)賬,也為中國(guó)高端能源裝備走向國(guó)際高端市場(chǎng),打開了全新的競(jìng)爭(zhēng)格局。(記者 渠沛然)
轉(zhuǎn)自:中國(guó)能源報(bào)
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