試論壓裂設(shè)備未來(lái)發(fā)展動(dòng)向

1、<p>　　試論壓裂設(shè)備未來(lái)發(fā)展動(dòng)向</p><p>　　摘要：這幾年來(lái)，由于我國(guó)油田不斷地使用國(guó)外進(jìn)口的多套2000型壓裂機(jī)組，這些壓裂機(jī)組改變了過(guò)去破舊的裝備和落后的性能，明顯的提高了油田的壓裂水平。本文首先闡述了近幾年國(guó)內(nèi)外壓裂技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)比分析了國(guó)內(nèi)外壓裂設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)性能，指出了國(guó)內(nèi)外壓裂設(shè)備發(fā)展的區(qū)別所在，最后提出了我國(guó)壓裂設(shè)備的制造能力和技術(shù)性能未來(lái)發(fā)展的新動(dòng)向。 </p&

2、gt;<p>　　關(guān)鍵詞：壓裂設(shè)備　發(fā)展現(xiàn)狀　技術(shù)性能　未來(lái)發(fā)展動(dòng)向 </p><p><b>　　一、引言 </b></p><p>　　壓裂設(shè)備已經(jīng)被油田廣泛應(yīng)用，提高油氣井采收率，并且還應(yīng)用于油、氣井增產(chǎn)和注水井的增注。目前，改造低滲透油氣藏和開(kāi)發(fā)深部油氣藏一直受到油田的關(guān)注，壓裂設(shè)備無(wú)疑是其最主要的手段。20世紀(jì)80年代我國(guó)的一些油田開(kāi)始引進(jìn)國(guó)外

3、成套壓裂機(jī)組，也正是因?yàn)檫@些設(shè)備的引進(jìn)才使我國(guó)的壓裂裝備的性能有了明顯的提升，甚至達(dá)到同期國(guó)際同步水平[1]。隨著油田的開(kāi)發(fā)和發(fā)展，煤層氣和天然氣井的壓裂作業(yè)，對(duì)壓裂施工的排量和壓力的要求變得更高。之前所引進(jìn)的大批量的國(guó)外壓裂機(jī)組大多都已經(jīng)落后，有效功率明顯下降，而且部件故障率也增加了，這些設(shè)備已經(jīng)不能適應(yīng)油田大型壓裂和超大型壓裂施工作業(yè)的需要。此時(shí)此刻，我國(guó)各個(gè)油田面臨的首要任務(wù)就是及時(shí)更新和配置新的壓裂機(jī)組。由此可見(jiàn)，壓裂設(shè)備是實(shí)施

4、壓裂施工改造的核心設(shè)備，其技術(shù)性能的高低，直接關(guān)系到壓裂施工的成敗與改造的效果。 </p><p>　　二、壓裂設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀綜合分析 </p><p>　　1.國(guó)內(nèi)外壓裂設(shè)備發(fā)展的主要區(qū)別 </p><p>　　目前，在國(guó)內(nèi)沒(méi)有幾家廠(chǎng)子可以制造壓裂設(shè)備，油田現(xiàn)在最需要的是高壓力、高性能、大排量、大功率的壓裂設(shè)備，現(xiàn)在只有江漢第四石油機(jī)械廠(chǎng)可以制造這種設(shè)備，可以說(shuō)最新

5、性能的壓裂設(shè)備制造還在起步階段，被一家廠(chǎng)子所壟斷的現(xiàn)象會(huì)影響我國(guó)壓裂設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展。然而在國(guó)外，從事壓裂設(shè)備制造的公司當(dāng)然不在少數(shù)，而且這些公司同樣從事油田工程技術(shù)服務(wù)，他們生產(chǎn)的壓裂設(shè)備性能既能夠和壓裂施工工藝緊密地結(jié)合，又具有各自的技術(shù)特色[2]。在國(guó)外這些壓裂設(shè)備的設(shè)計(jì)完全符合壓裂工藝對(duì)壓裂設(shè)備提出專(zhuān)用性能指標(biāo)要求，是通過(guò)設(shè)計(jì)者對(duì)各種現(xiàn)成部件的精心選擇，并并利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)完成總體布置和理論測(cè)算，實(shí)現(xiàn)各個(gè)部件之間的優(yōu)化組合，以

6、研制出性能優(yōu)越的壓裂設(shè)備。而在國(guó)內(nèi)壓裂設(shè)備的制造企業(yè)只是單純的設(shè)備制造，卻沒(méi)有考慮到壓裂工藝的專(zhuān)用性能指標(biāo)，很難實(shí)現(xiàn)設(shè)備與施工工藝的完美結(jié)合。我國(guó)的壓裂設(shè)備設(shè)計(jì)者先作總體設(shè)計(jì)，再按照總體設(shè)計(jì)的要求在規(guī)定的范圍內(nèi)選擇所需部件。 </p><p>　　2.壓裂設(shè)備發(fā)展的現(xiàn)狀分析 </p><p>　　根據(jù)近些年來(lái)國(guó)內(nèi)外壓裂設(shè)備發(fā)展的情況對(duì)比分析來(lái)看，壓裂設(shè)備的制造公司還面臨著一定的挑戰(zhàn)，要想制

7、造出世界一流的壓裂設(shè)備，就必須結(jié)合以下三點(diǎn)：第一，需要壓裂設(shè)備制造公司和井下作業(yè)工程服務(wù)公司相結(jié)合。為了更好地制造出適合工程服務(wù)公司所需的壓裂設(shè)備，制造公司就必須隨時(shí)掌握井下作業(yè)施工發(fā)展的方向。第二，壓裂設(shè)備的技術(shù)性能需要結(jié)合壓裂施工的新技術(shù)、新工藝。壓裂設(shè)備是為壓裂施工服務(wù)，是實(shí)施壓裂施工新工藝、新技術(shù)的主要手段，如果壓裂設(shè)備的技術(shù)性能的不高，壓裂工藝技術(shù)也會(huì)以失敗告終。反過(guò)來(lái)壓裂工藝技術(shù)的發(fā)展，又促進(jìn)了壓裂設(shè)備性能更新和提高。第三，

8、壓裂設(shè)備的發(fā)展需要結(jié)合科學(xué)技術(shù)發(fā)展的最新成果。隨著當(dāng)今社會(huì)科技的快速發(fā)展，新的技術(shù)成果不斷突出重圍，只有將新的技術(shù)成果及時(shí)應(yīng)用于壓裂設(shè)備，才能使壓裂設(shè)備的發(fā)展緊跟現(xiàn)代科技發(fā)展的步伐。 </p><p>　　三、壓裂設(shè)備未來(lái)發(fā)展的動(dòng)向 </p><p>　　1.壓裂泵車(chē)的發(fā)展動(dòng)向 </p><p>　　不斷朝著大功率、多功能、自動(dòng)化和系列化方向發(fā)展，是我國(guó)壓裂泵車(chē)的主

9、要發(fā)展動(dòng)向。壓裂泵車(chē)的動(dòng)力大小直接關(guān)系到整套機(jī)組的工作能力，壓裂泵車(chē)的設(shè)備是否先進(jìn)性主要看動(dòng)力配置、壓裂泵性能和控制系統(tǒng)。在未來(lái)的發(fā)展中拖車(chē)結(jié)構(gòu)將會(huì)是壓裂泵車(chē)演變的一種可能，這種結(jié)構(gòu)的有點(diǎn)就在于它可以適應(yīng)不同地域、不同使用條件的要求，作業(yè)時(shí)可以采用拖車(chē)將泵組拖到壓裂施工井場(chǎng)。另一種固定式結(jié)構(gòu)是橇裝式壓裂泵組，這種設(shè)備一般應(yīng)用在海洋平臺(tái)和進(jìn)行叢式井壓裂作業(yè)。最大的特征之一就是壓裂泵車(chē)的施工安全性，在橇裝式壓裂泵組上必須具有兩套安全裝置，同

10、時(shí)與機(jī)組的安全系統(tǒng)進(jìn)行連接以確保萬(wàn)無(wú)一失。還有一種多功能化是壓裂泵車(chē)是另一個(gè)發(fā)展方向。酸化壓裂由于具有酸濃度大、腐蝕性強(qiáng)和施工排量大的特點(diǎn)，所以對(duì)壓裂泵車(chē)的泵頭和連接管匯提出了更高的要求。 </p><p>　　2.混砂車(chē)的發(fā)展動(dòng)向 </p><p>　　混砂車(chē)是整個(gè)壓裂機(jī)組核心部分，在施工中要求相對(duì)要高的多，其工作可靠性和性能先進(jìn)性直接關(guān)系到整套機(jī)組的技術(shù)水平。混砂車(chē)的發(fā)展也隨著壓裂工藝

11、的變化，趨于向大排量、高砂比、多功能和自動(dòng)化程度高的方向發(fā)展。第一，混砂車(chē)必須提高動(dòng)力配置才能滿(mǎn)足其大排量和高砂比得要求，同時(shí)必須采用車(chē)臺(tái)和底盤(pán)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)取力的方式才能有效滿(mǎn)足功率需求。第二，國(guó)外在混合罐的結(jié)構(gòu)、攪拌形式以及進(jìn)出液體方式上采用了新的結(jié)構(gòu)，以便滿(mǎn)足高砂比的要求?；旌舷到y(tǒng)可以采用高能混合器，在密閉的罐中形成壓力混合并排出；罐中罐的立式攪拌，利用水流和攪拌的共同作用在高砂比施工中較好地解決了沉砂、攪拌不均的問(wèn)題。 </p

12、><p>　　3.儀表車(chē)的發(fā)展動(dòng)向 </p><p>　　儀表車(chē)是整套機(jī)組的控制中心，控制方式和控制軟件是儀表車(chē)主要的進(jìn)展方向。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為了保持壓裂泵的轉(zhuǎn)速具有恒定的排出壓力，可以采用自動(dòng)壓力控制進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)一臺(tái)設(shè)備處于自動(dòng)壓力模式狀態(tài)時(shí)，操作者可以手動(dòng)調(diào)節(jié)任何別的設(shè)備的速率；自動(dòng)控制狀態(tài)的設(shè)備也可以自動(dòng)調(diào)節(jié)以保持設(shè)定的壓力。超壓保護(hù)系統(tǒng)可以選擇和確定一個(gè)壓力值，當(dāng)達(dá)到這個(gè)壓力

13、極限時(shí)，控制器會(huì)自動(dòng)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速并將轉(zhuǎn)動(dòng)箱置于空擋[4]。同時(shí)，還可以將所有壓裂車(chē)作為一個(gè)整體，根據(jù)設(shè)定的排量和壓力，其控制的范圍有自動(dòng)排量控制、自動(dòng)密度控制、自動(dòng)壓力控制和超壓保護(hù)控制等多級(jí)操作控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了壓裂車(chē)和混砂車(chē)的“無(wú)人”操作，進(jìn)一步提高了其設(shè)備的控制精度、施工安全性以及競(jìng)爭(zhēng)力能。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　

14、　[1]吳漢川.混砂車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)研究.石油機(jī)械，2003，31（增刊）：63～65. </p><p>　　[2]徐學(xué)軍，郭志勤，趙曉英.國(guó)內(nèi)外鉆井與采油設(shè)備新技術(shù)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2005. </p><p>　　[3]劉濟(jì)寧.國(guó)內(nèi)壓裂車(chē)制造業(yè)發(fā)展回顧與展望[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械，2004，（33）：22～26. </p><p>　　[4]楊旭.美國(guó)