由中石化石油機械股份有限公司承擔，與中國石油大學等8所大學及科研單位，自主創(chuàng)新研制的“超高壓大功率油氣壓裂機組研制及集群化應用”項目，1月8日榮獲國家科技進步二等獎。大型成套壓裂裝備的問世及應用，構建了完備的壓裂裝備研發(fā)體系，引領了行業(yè)發(fā)展，提升了我國壓裂裝備研發(fā)水平，標志我國壓裂裝備研制水平躋身世界領先行列。

　　我國新發(fā)現的油氣儲量中，深層、超深層及頁巖氣等非常規(guī)油氣資源約占2/3，高效開發(fā)這些資源是國家能源安全的重要戰(zhàn)略舉措，也是油氣開發(fā)領域的主戰(zhàn)場。而常規(guī)壓裂機組已經不能滿足我國極為復雜的地質和地表條件下資源的安全高效開發(fā)。利用大型壓裂機組對油氣儲層進行改造是解放“孔滲低、埋深大、壓力高”油氣藏的決定性手段。因此，自主創(chuàng)新研制超高壓大功率油氣壓裂機組具有重要的戰(zhàn)略意義。它包括多臺壓裂車、混砂車、高壓管匯系統(tǒng)、配液車、供砂裝置和集群控制系統(tǒng)等，3000型壓裂車是其中的佼佼者。

　　形成頁巖氣勘探開發(fā)裝備一體化解決方案。中國石化機械公司以“井工廠”鉆機、3000型全套壓裂設備、復合橋塞、連續(xù)油管、“等壁厚螺桿鉆具+平穩(wěn)切削PDC鉆頭組合”等創(chuàng)新產品及技術形成的頁巖氣勘探開發(fā)裝備一體化解決方案，為我國首個頁巖氣田——涪陵頁巖氣田商業(yè)化開發(fā)，短期建成50億方產能發(fā)揮了重要的裝備支撐作用。已生產出32臺3000型壓裂車及配套裝備共67臺設備，累計完成140多口井（2350層段）壓裂施工作業(yè)，助力涪陵頁巖氣田成為全球除北美之外最大的頁巖氣田，顯著提高了我國油氣藏開發(fā)的整體技術水平，為我國能源安全提供了重要裝備保障。

　　成功解決我國難動用油氣資源的商業(yè)化開發(fā)難題。在重慶、四川、貴州、新疆、東北、陜北、內蒙等地大型壓裂裝備的成功應用，解決了我國難動用油氣資源的求產、商業(yè)化開發(fā)難題，使長慶油田、普光氣田、元壩氣田開發(fā)成為現實。

　　成為我國大型壓裂施工裝備的主力軍。在大慶、勝利、延長等16個油氣田廣泛應用于壓裂作業(yè)，在油氣開發(fā)中發(fā)揮了重要作用，設備運行好，應用效果突出得到了用戶高度的評價，使我國油氣儲層改造超高壓、大功率施工得以實現。截至2015年10月，研制的大型壓裂裝備達460臺套，國內市場占有率70%，成為我國大型壓裂裝備的主力軍。

　　實現關鍵部件出口北美、獨聯體等國家地區(qū)。該項目形成3項行業(yè)標準，制定15項企業(yè)標準，申請國家發(fā)明專利20項、授權9項，獲得軟件著作權15項，發(fā)表論文87篇。建立了6000hp壓裂泵試驗、700MPa高壓測試等試驗裝置15套，形成年產壓裂泵700臺、高壓管匯10萬件、系列壓裂裝備400臺套的生產能力。研制的壓裂泵、高壓管匯、控制系統(tǒng)等關鍵部件出口到北美、獨聯體等地區(qū)。

　　項目團隊依托國家科技重大專項、“863”科研項目支持，通過10多年持續(xù)技術攻關，實現四大創(chuàng)新。

　　一是創(chuàng)新形成了超高壓大功率壓裂車輕量化及優(yōu)化集成技術。創(chuàng)建了壓裂泵理論分析和“百萬沖次”實驗測試方法，研發(fā)了壓裂泵高強韌材料性能調控和輕量化技術，研制出系列大功率壓裂泵，泵頭體壽命相比同類先進產品提高50%以上；創(chuàng)新了大功率壓裂車在有限空間與質量約束條件下的優(yōu)化集成方法，先后研制出世界首臺2500型、3000型壓裂車，提升了我國壓裂裝備的核心能力。

　　二是創(chuàng)新形成了大規(guī)模壓裂液全流程精確、高效混配技術。發(fā)明壓裂液自動混配控制方法，創(chuàng)新形成了壓裂液高能混配、砂量寬幅調整、多介質高效混拌技術，研制出精確輸砂裝置、配液及混砂車，實現了“井工廠”全流程壓裂液混配模式。

　　三是創(chuàng)建了超高壓管匯設計、制造、在線檢測及使用安全保障技術體系。提出了基于沖蝕機理和應力解析計算的高壓管匯設計方法，形成了超高壓腐蝕條件下的非金屬密封材料評價優(yōu)選技術，研制出140MPa超高壓管匯。創(chuàng)新研發(fā)高壓管匯件早期損傷磁記憶檢測技術，首創(chuàng)了大規(guī)模壓裂高壓管匯在線不拆卸檢測系統(tǒng)，為管匯的超高壓安全使用提供了技術保障。

　　四是創(chuàng)新了基于大型壓裂工程成套裝備集群化控制與應用技術。發(fā)明了壓裂機組網絡控制方法，構建了多重冗余高可靠性測控網絡；首創(chuàng)提出“定排限壓”單元功率智能分配模式和基于動力儲備、運維周期、管匯降阻及系統(tǒng)減振等約束條件下的大型壓裂機組集群化應用準則，實現了多裝備高效協調作業(yè)。