中石化石油機械股份有限公司(簡稱:石化機械)是中國石化唯一的油氣裝備工具研發、制造與專業技術服務中心。主導產品涵蓋石油工程、油氣開發、油氣集輸等領域,具備面向陸地到海洋、常規到非常規、深層到超深層油氣高效勘探開發,提供關鍵裝備工具整體解決方案和一體化服務的能力。建有國家認定企業技術中心、院士專家工作站、博士后科研工作站、全國鉆采專標委固壓設備標準工作部等研發平臺,是中國石化首批科技創新企業,是固井壓裂裝備國家制造業單項冠軍示范企業、牙輪鉆頭國家制造業單項冠軍示范企業,油氣井封層橋塞入選國家制造業單項冠軍產品。建成鉆頭鉆具、鉆機、修井機、固井壓裂設備、油氣鋼管、天然氣壓縮機等16條生產線,擁有7個專業實驗室和國家油氣鉆采設備質量檢驗檢測中心,多次承擔國家科技重大專項科研項目,3個項目榮獲國家科技進步獎一、二等獎,26個項目分別榮獲省部級科技進步獎、技術發明獎,公司入選國務院國企改革“雙百行動”企業。市場覆蓋國內各油氣生產區域及40多個國家和地區。
多年來,石化機械堅持“三個面向”,全力推進油氣裝備工具創新攻堅,在幫助用戶解決問題、創造價值中,助推油氣能源高質量開發。
面向油氣勘探開發痛點,鑄造技術領先的“國之重器”
頁巖氣藏通常位于地下2000-4000米深的頁巖層中,由于頁巖密不透水,卻很容易碎裂,因此要從片狀的巖石里采出氣來,就要盡可能將頁巖擊碎。為獲得持續高產的頁巖氣,需要將大體量壓裂液壓注進井底,采取分段壓裂的開采方式,使巖壁碎裂、釋放頁巖氣。
其關鍵設備屬高端油氣鉆采裝備,長期以來核心技術難以突破,設備依賴進口,制約了我國油氣資源開發,對國家能源安全造成一定威脅。全球大多數國家受制于高技術門檻,“望氣興嘆”。
趕超國外先進技術,開發具有自主知識產權的大型壓裂裝備,是幾代油氣裝備人的使命與擔當。
20世紀80年代末,石化機械從國外引進壓裂機組設計制造技術,先后完成國內首套800型、1000型、1800型、2000型壓裂機組的研發。經過對引進技術的消化吸收和自主創新,2008年,石化機械自主研制的世界首套車載式2500型壓裂機組成功亮相普光氣田大型酸壓現場,標志著石化機械壓裂裝備實現了從“跟跑”到“并跑”的突破。
車載式2500型壓裂機組問世后,石化機械將研發目光鎖定在開發功率更大、自動化控制程度更高的3000型成套壓裂裝備,同時搭建具有國際領先水平的壓裂裝備自主創新研發平臺,著眼突破一批關鍵難點技術,形成一套技術標準規范。
經過3年的艱難孕育,2013年,世界首創“3000型壓裂車”在石化機械成功問世,隨即在涪陵國家級頁巖氣示范區建設中大展身手,成為開發的主力裝備。
2014年8月,在焦頁42號平臺國內最大規模的“井工廠”交叉壓裂施工中,3000型壓裂裝備創下7項壓裂施工新紀錄,實現了“從單機到成套”的創新。
面對柴驅壓裂裝備噪音大、作業成本高、污染物排放等問題,“十三五”期間,石化機械把創新鎖定在了電動壓裂裝備研發。2017年12月,研發的首臺電動壓裂泵裝置在涪陵193平臺完成先導試驗。而后,歷經單臺工業試驗、油電混合壓裂應用到全電動成套壓裂。2020年5月,超大功率全電動壓裂成套設備在涪陵頁巖氣田焦頁27東平臺開展工業試驗,首次從主壓裝備到輔助設備實現100%電驅化、撬裝化,完成100段壓裂施工,創造了當時國內頁巖氣單日壓裂段數、配置電動壓裂設備數量最多、種類最多等新紀錄。
該成套設備的核心——超大功率電動壓裂裝置采用多相變頻電驅動壓裂泵系統,是基于中國高鐵變速控制技術的自主創新,部件國產化率超過95%。與傳統壓裂裝備相比,該成套設備取得了機組功率智能匹配、裝備集群控制和遠程數據管理等7項創新成果,功率更大、智能更高,二氧化碳、氮氧化物等實現零排放,且降噪20%以上。超大功率全電動壓裂成套裝備應用技術入選國家綠色技術推廣目錄、央企科技創新成果推薦目錄。
面向現場作業難點,鑄造高效可靠的“國之重器”
壓縮機是天然氣增壓開采、集中處理輸送、注氣加氣和各利用領域都要用到的關鍵設備,好比“人的心臟”。
作為中國石化國產化天然氣壓縮機制造基地,石化機械堅持科技自立自強、服務油氣開發利用,憑借30多年的天然氣壓縮機研發制造經驗,依托國內唯一大型往復式壓縮機綜合試驗平臺,研發制造了能夠適應天然氣、頁巖氣、煤層氣、LNG等多種介質和工況的天然氣增壓、集輸、注氣、加氣壓縮機。
石化機械儲氣庫壓縮機是伴隨著天然氣發展、儲氣庫建設應運而生的。
從2010年啟動中原文96儲氣庫先導試驗項目、研制出國內首臺儲氣庫國產化壓縮機開始,石化機械就持續強化科技自主創新,直至全面掌握高壓壓縮機關鍵技術。
針對進氣壓力和排量、排壓、排溫等具體要求,研制的儲氣庫壓縮機在中原文23、勝利永21、衛11、東北孤家子等儲氣庫成功投運。
在國內東部最大的文23儲氣庫,石化機械壓縮機在工藝適應性、振動指標及千小時故障率等方面顯現優勢,實現率先交付、率先調試、率先投運,以50%的設備臺數承擔了儲氣庫70%以上的注氣任務。
衛11儲氣庫壓縮機是石化機械自主研發、具有完全自主知識產權、全部國產化制造的高端壓縮機,形成高壓動密封、大交變應力氣缸結構設計、多機聯運振動控制、精準注油系統集成、高功率能耗優化等特色技術,具有壓力高、排量大、適應范圍廣、供貨周期短、性價比高、安全可靠、運行平穩、振動小、噪音低、能效高、智能運維和服務響應快、質量優等特點。
面向儲氣庫建設與運營,石化機械精心提供現場服務,設立運維項目部,全面保障儲氣庫壓縮機運行、維護和配件供應,現場開展故障診斷修復工作,提供從機組運行管理、維修保養到故障處置、配件供應等一攬子服務。
受自然遞減規律影響,頁巖氣田開發1-2年就進入平輸壓生產期,穩產壓力大。增壓開采成為頁巖氣田穩產上產的關鍵。
在涪陵頁巖氣田開發初期,石化機械未雨綢繆,開發的井口增壓壓縮機、氣舉排液壓縮機等成為主力設備。在南川頁巖氣田,石化機械以優化的工藝流程、滿足工區要求的控制參數、針對性強的整體解決方案,率先在平橋南194和197平臺成功投運,成為當地唯一一家增壓設備供應商。
為保障現場增壓壓縮機的平穩運行,石化機械在涪陵設立了技術服務中心,承擔焦石壩方圓200公里范圍內壓縮機的到貨驗收、安裝調試、交機手續、巡檢、故障處理和維保任務。堅持“先修保運行、后理清責任”原則,快速處理故障、響應用戶需求。
面向提速提效堵點,鑄造攻堅啃硬的“國之重器”
鉆頭不到,油氣不冒??此撇黄鹧鄣你@頭,實則是油氣裝備領域的“小巨人”。
作為牙輪鉆頭國家制造業單項冠軍示范企業。石化機械持續保持了牙輪鉆頭領先,同時,大力研發金剛石鉆頭、螺桿鉆具、水力振蕩器、扭力沖擊器等。在金剛石鉆頭方面,開發的混合鉆頭、異形齒鉆頭、孕鑲鉆頭、雙心鉆頭等,穩定性和工況適應性均大幅提升,特別是“龍系列”混合鉆頭,實現了由軟至硬地層全覆蓋,成為鉆井提速最佳利器,極大推動了優快鉆井。等壁厚螺桿鉆具在大扭矩、耐油基、耐高溫、高轉速、長壽命、可靠性等方面均取得突破,滿足不同鉆井工況的使用要求,在水平井、定向井、深井、超深井等鉆井作業中廣泛應用。
聚焦工程難點,石化機械聯合用戶開展項目攻關,差異化提供鉆頭鉆具一體化服務,形成以混合鉆頭、尖圓齒PDC鉆頭,匹配大扭矩等壁厚螺桿等優勢產品,各層段均取得領先技術指標,接連攻克中國油氣鉆井史上多個“珠峰”,在國內外市場創造技術指標紀錄300多項。
在涪陵工區,石化機械鉆頭鉆具組合應用,將鉆井周期從100天縮短到25.88天,大幅降低了綜合鉆井成本。在順北工區,提供的鉆頭鉆具一體化解決方案,不斷刷新工區指標紀錄。順北71X井完鉆井深8542米,全井采用石化機械鉆頭鉆具,較設計鉆井周期提前99.03天完鉆,創順北工區周期節約率50.53%紀錄。在亞洲第一斜深井順北56X井,石化機械異形齒PDC鉆頭、混合鉆頭、耐高溫等壁厚螺桿鉆具組合鉆進,進尺占比75.3%,性能全面超越進口產品。在順北鷹1井,創單只鉆頭一次入井最長進尺5053米紀錄。
未來,石化機械將以“打造大國重器,支撐油氣發展”為使命,深入實施“培育單項冠軍,推進兩個轉型,打造百億企業”戰略,抓好“345”產業布局,在發展鉆采裝備、鉆完井工具、集輸裝備優勢產品基礎上,拓展氫能裝備、環保裝備、化工裝備和數字化產業,加快推進鉆完井工具一體化服務、裝備運行維護服務、泵送與增壓服務、設備設施健康服務、設備租賃服務,持續建設技術先導型企業,為保障國家能源安全做貢獻。