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2019年,美國老牌油服公司BJServices,向中國杰瑞股份下了一筆價值超4億元的訂單,購買渦輪壓裂車組。
可要知道,美國可是壓裂技術的“老師”,當年靠著這技術把頁巖氣挖得風生水起,硬生生從能源進口國變成出口國。如今居然反過來求購中國設備?
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一臺5600馬力的“小個子”
我們先從壓裂車是干啥的說起。頁巖氣藏在地下幾千米的巖層縫里,得用高壓液體把石頭“擠”裂才能流出來。這活兒全靠壓裂車當主力,說白了就是個移動的“超級水泵”。傳統壓裂車干這活,得湊齊二三十臺才夠用,機器轟鳴的噪音,隔著老遠都能聽見。2014年,杰瑞股份的渦輪壓裂車一亮相,直接把這老規矩給改了。
這車個頭不算大,也就普通卡車的體積。但“心臟”是真強悍,裝的是飛機上才用的渦輪發動機,足足5600馬力。動力一臺能頂過去二十多臺普通壓裂車。工程師還把游艇上的高檔減速箱搬了過來,讓這臺設備能精準控制每一分力道,壓裂參數穩得不像話。
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四川盆地的頁巖氣田,最先嘗到了這技術的甜頭。西南山區全是溝溝坎坎,大型設備根本開不進去,光運輸就得花一大筆錢。杰瑞的壓裂車自己就能開進井場,占地面積還不到傳統設備的三分之一,簡直是為山地作業量身定做的。
來看看測試數據,它的閥箱壽命是普通壓裂車的三倍,連續工作3000小時拆開檢查,關鍵部件磨損率還不到5%。這可靠性,放在全球都是獨一份的。
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美國企業那會兒還在用傳統柴油動力設備,又笨重又費油。中國這套渦輪方案不光功率大,還能燒天然氣,碳排放一下子降了25.5%。到2023年推出的8000型電驅壓裂車更離譜,單機功率沖到8000水馬力,噪音卻控制在65分貝以下,比倆人聊天聲音大不了多少。
從“求購無門”到“美企搶購”
把時間撥回2000年前后,國內頁巖氣開發處處碰壁。設備全靠進口,一臺壓裂車要上千萬美元,還得看國外廠商的臉色。更氣人的是,這些進口設備是按美國大平原的地質條件設計的,到了中國山區根本不行,故障率高得很。
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設備壞了更頭疼,得等外國專家飛過來修,一耽誤就是好幾天,工期全被打亂。杰瑞股份早期就吃過這虧,1999年剛成立時做配件貿易,2001年還修過一臺從山上摔下來的進口壓裂車,幾乎是從報廢邊緣救回來的。這段經歷也讓他們打定主意,必須要搞自主研發。
轉機出現在2003年。杰瑞造出了國內第一臺固井橇,雖然只是壓裂的配套設備,技術含量不算頂尖,卻總算撬開了自主研發的突破口。接下來的十年,研發團隊把航空發動機、船舶傳動、高壓液壓這些硬核技術一個個啃了下來。
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有工程師后來回憶,光是渦輪發動機和壓裂泵的匹配,就試了上百種方案,推翻重來是家常便飯。直到2011年,第一批國產壓裂設備終于出口美國,只不過當時還只是小規模試水,沒掀起太大浪花。
真正讓美國人改觀的還是2019年那筆大訂單。BJServices的技術人員在德州現場驗收時,看到中國設備的表現當場就愣了神。同樣的井場條件,中國壓裂車不僅干得快,故障率還比自家設備低30%。一算賬,單井作業能省200噸柴油,一年下來能省幾百萬美元。
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截至2022年,杰瑞的渦輪壓裂車在美國累計作業超過9.6萬小時,相當于連續干了11年。北美市場對設備可靠性要求出了名的苛刻,能站穩腳跟全靠真本事。現在全球壓裂車市場,中國企業占比已經超過40%,從波斯灣到南美雨林,到處都能看到中國設備的影子。
頁巖氣開采成本直接“腰斬”
技術突破最直接的好處,就是把開采成本拉了下來。舉個涪陵頁巖氣田的例子,2013年剛開發時,打一口井要花8000多萬,現在用國產設備只要3500萬左右,成本直接砍了一半。
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四川長寧區塊的變化更直觀,用上電驅壓裂技術后,單井減少碳排放208噸,相當于種了1.1萬棵樹。在碳中和的大背景下,綠色優勢太關鍵了。
中國頁巖氣儲量全球第一,有31.6萬億立方米,早年卻因為開采成本太高,大部分資源只能躺在地下。2013年全國頁巖氣產量還不到1億立方米,到2023年已經飆到250億立方米,漲了250倍。
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單看涪陵氣田,2014年投產時年產能30億方,現在穩定在65億方以上,累計供氣超600億方,覆蓋了華中、華東70多個大中城市。勝利濟陽頁巖油示范區更厲害,去年實現單井日產50噸的突破,這在陸相頁巖油開發領域屬于世界頂尖水平,按規劃2025年就能支撐年產50萬噸的規模。
對中國這樣的能源消費大國來說,每多開采一方天然氣、一噸石油,就能少進口一點,能源安全的底氣就更足一分。現在這條產業鏈已經很成熟了,從材料、零部件到整機制造、售后服務,形成了完整閉環。
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瞄準更深層油氣
這里要提醒一句,成績再亮眼,挑戰也不少。高端軸承、特殊密封件這些關鍵零部件,國產化率還有提升空間。美國企業也沒閑著,正加緊研發下一代技術,競爭只會越來越激烈。
不過中國企業早有準備,一邊啃核心部件的“硬骨頭”,一邊往智能化和新能源方向沖。太重集團已經突破了壓裂車齒輪泵的技術壟斷,現在能小批量供貨,再也不用被進口產品卡脖子了。
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杰瑞最新的全電動壓裂系統,技術路線借鑒了高鐵,國產率超過95%。坐在控制室里就能遠程集群控制,還能實現智能物聯,作業效率比傳統設備提升60%。
中石化直接瞄準了寒武系超深層頁巖氣,現在單井產量已經突破百萬方,這倒逼壓裂設備往更高壓力、更大排量升級。
石化機械剛搞出的6000馬力壓裂電控系統,核心技術和部件全是國產的,還首創了一鍵智能安全啟動系統,局部壞了也不影響整體運行,在貴州的井場已經順利完成32段壓裂施工。
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江漢石油工程的智能化全電驅壓裂系統更加厲害,單日最多能壓裂9段,現場人員能減少40%,還實現了零碳排放。
新一代渦輪壓裂車組還優化了雙燃料系統,能100%燒天然氣,顆粒物排放減少33%。在碳中和的大趨勢下,誰能拿出低碳高效的方案,誰就能握穩未來市場的主動權。
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從當年被技術封鎖求購無門,到現在設備出口反供美國,國產壓裂車的崛起就是中國制造業升級的縮影。它證明了只要舍得砸研發,敢啃硬骨頭,再高的技術壁壘也能砸開。頁巖氣田里渦輪發動機的轟鳴聲,聽著就是中國裝備制造業的底氣。
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