□石化机械钻采装备领域高级专家 王云海

    我国石油工业发展初期，压裂装备依赖进口，核心技术被国外垄断长达30余年。1989年以来，石化机械四机公司先后成功研制700型、1000型、1800型压裂装备，彻底打破了国外技术垄断。刚研制成功的最新一代连续满载数智化全电动压裂装置标志着我国压裂装备已经达到了国际领先水平。

    最早的压裂装备都是人工操作的，设备的启动、混砂、配液都由人工启停。2006年后，四机公司与国内高校合作，研究数字化成套压裂装备系统集成技术，开发了2500型成套压裂装备，将数字化技术引入压裂作业，实现了压裂装备的部分单机自动化、主体设备的集中控制、基本的数据采集和监控。但此时的数据处理和分析能力有限，主要用于简单的工况判断和安全预警。

    为满足深层、超深层油气藏及非常规油气开发需求，压裂装备向多功能集成化、智能化、绿色化方向迭代发展。石化机械研制了兼顾节能环保、高效率和安全性的世界首台（套）5000型电动压裂装备，单机最大输出功率达5000马力。该装备通过电机直接驱动，取消柴油机、液力变矩器和变箱速配置，装备国产化率由50%提升到95%。同时，搭载了石化机械四机赛瓦公司自主研制的SOFElink系统，分析压裂施工数据，优化施工参数和流程，实现压裂液的快速配制和供应，体现模块化、少人化，降低作业成本、缩短施工周期。这一阶段的压裂装备为进阶数智化压裂装备提供了更多的参考。

    近年来，石化机械采用国际主流的五缸压裂泵结构，将压裂作业中的多种功能集于一体，如混砂车、压裂车、仪表车等设备的一体化设计，减少设备的数量和占地面积，提高井场的空间利用率和作业的协同性。在同等压裂规模下，压裂装备数量减少25%以上，解决了压裂装备数量多、功率提升难的问题，性能指标达到国际领先水平。借助5G、物联网等通信技术，实现对压裂装备的远程实时监控和故障诊断。操作人员可以在远离井场的控制中心对设备进行远程操作和管理，减少现场工作人员数量，降低劳动强度和作业风险。通过数据分析和预测性维护技术，提前预测设备故障，及时进行维护和保养，提高设备的可靠性、延长使用寿命。

    未来，基于大数据分析和机器学习算法，压裂装备将具备更强的智能决策能力，系统可以对大量的历史压裂数据和实时施工数据进行分析，为不同的油气田区块、不同的地层条件提供个性化的压裂方案。