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關(guān)于大型壓裂施工裝備的優(yōu)化配套

文檔作者：鮑傳祿文檔來(lái)源：煙臺(tái)杰瑞石油裝備有限公司		更新日期： 2026年05月17日	點(diǎn) 擊數(shù)：
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上一篇：離心泵葉輪設(shè)計(jì)優(yōu)化與性能提升研究

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88
油氣勘察
相比于常規(guī)的砂巖改造，頁(yè)巖氣井
的壓裂改造與其有很大的差異，在對(duì)頁(yè)
巖氣井進(jìn)行改造，其主要的核心就是在
其內(nèi)部形成逢網(wǎng)系統(tǒng)，在這種情況下，
也就提高對(duì)了壓裂施工裝備設(shè)計(jì)規(guī)模的
要求，其只有達(dá)到10m³/min以上的施工
排放量、最低連續(xù)2000m³以上的不間斷
供液液量以及100m³以上的連續(xù)加砂能
力才能夠滿(mǎn)足施工的要求，但是在實(shí)際
的施工過(guò)程中，如果采用單套的壓裂機(jī)
組，則無(wú)法達(dá)到施工要求，進(jìn)而降低了
施工效果，所以，應(yīng)對(duì)大型壓裂施工裝
備進(jìn)行優(yōu)化配套，從而使其能夠達(dá)到大
規(guī)模壓力施工工藝技術(shù)的相關(guān)要求。
一、工程概述
選某油田現(xiàn)有的2套2000型壓力機(jī)
組中以及其他油田現(xiàn)有的4套2500型壓裂
車(chē)，將二者進(jìn)行優(yōu)化配套與組合，并完
成地面高低壓流程和多級(jí)供液體系的優(yōu)
化配套，做好施工數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方面的
技術(shù)對(duì)接，從而實(shí)現(xiàn)多車(chē)組的聯(lián)合作業(yè)
施工，使多套壓裂機(jī)組能夠得到集中操
作與控制。
二、壓裂組設(shè)備的優(yōu)化組合配套
為了能夠滿(mǎn)足油田施工對(duì)大液量、
大排量的壓裂施工要求，則需要將多套
壓裂機(jī)組進(jìn)行合理的配置與優(yōu)化，將其
組合成為一套能夠集中操作與控制的大
型壓力施工設(shè)備，使其施工能力能夠滿(mǎn)
足優(yōu)點(diǎn)壓裂施工的要求，全面提高壓裂
機(jī)組的施工能力。
實(shí)例分析：按照1井壓裂施工進(jìn)行設(shè)
計(jì)，將其設(shè)計(jì)為總施工排量在10-12m³/
min，總?cè)刖囊毫繛?200m³，總計(jì)施
工壓力為60MPa，施工時(shí)間超過(guò)4h，總
有效施工功率為12005kW的壓裂設(shè)備裝
置。
設(shè)備裝置配套的原則：首先必須要
確保其能夠滿(mǎn)足施工的要求，其次，應(yīng)
準(zhǔn)備3臺(tái)備用的泵車(chē)，確保能夠?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)
間施工提供交替使用，避免發(fā)生意外故
障，最后，應(yīng)在合理的程度內(nèi)降低施工
成本。
結(jié)合上述所表述的施工規(guī)模、60%
設(shè)備負(fù)載率以及95%的壓裂設(shè)備有效輸
出功率完成裝備的匹配，在這種情況
下，水功率共計(jì)為21062.48kW，壓裂泵
車(chē)配套為：4臺(tái)2500型壓裂機(jī)組和10臺(tái)
2000型壓裂機(jī)組的組合配置，其總功率
達(dá)到22064.97Kw，能夠全面的滿(mǎn)足施工
的要求。
結(jié)合施工要求， 前期的1 7 2 0 m ³
入井液的排量達(dá)到1 0 m ³ / m i n，如果
施工壓力為60MPa，則需要功率達(dá)到
17551.95kw，確保有3臺(tái)壓裂車(chē)能夠始終
處于備用的狀態(tài)，最后再將480m³入井
液排量達(dá)到12m³/min時(shí)，確保設(shè)備能夠
全部啟動(dòng)，使其能夠滿(mǎn)足施工的要求。
另外，使用2臺(tái)混砂車(chē)，分別為雙
SMC-75以及皇冠STL-00100，兩種混
砂車(chē)的最大排量分別為11.9m³/min與
15.9m³/min，根據(jù)使用要求，將皇冠
STL-00100混砂車(chē)作為主使用設(shè)備，而
將雙SMC-75混砂車(chē)作為備用。同時(shí)，
將2套高壓管匯進(jìn)行備用，確保每一套的
排放量能夠保持在7-8m³/min，使其能
夠同時(shí)使用。另準(zhǔn)備8臺(tái)運(yùn)砂罐車(chē)，確保
其單臺(tái)容量能夠保持在10m³，使其總?cè)?
量能夠達(dá)到80m³。
三、高壓管匯系統(tǒng)配套優(yōu)化
通常情況下，普通的高壓管匯同時(shí)
連接6-8臺(tái)壓裂泵車(chē)，如果需要采用10臺(tái)
以上的壓裂泵車(chē)進(jìn)行同時(shí)工作，則需要
使用2套或者2套以上的高壓管匯系統(tǒng)進(jìn)
行同時(shí)工作，將四通或者是三通聯(lián)合從
井口注入到井內(nèi)。在對(duì)高壓管匯系統(tǒng)進(jìn)
行配套組合與優(yōu)化后，使其能夠更加充
分的滿(mǎn)足多臺(tái)設(shè)備的泵注鏈接，這樣一
來(lái)就能夠有效的降低井口和高壓管的抖
動(dòng)，從而保證施工能夠順利開(kāi)展，提高
施工的安全性。
結(jié)合1井的實(shí)際狀況，在井口位置將
2套高壓管匯進(jìn)行對(duì)稱(chēng)分布，每一套管匯
分別與2臺(tái)2500型泵車(chē)和5臺(tái)2000型泵車(chē)
進(jìn)行連接，而后根據(jù)實(shí)際情況，編制完
善的泵車(chē)組操作體系，這樣一來(lái)就能夠
有效的確保施工過(guò)程中供液的充足性，
避免供液不足所導(dǎo)致泵走空情況的發(fā)
生，確保高、低壓管線(xiàn)不會(huì)發(fā)生抖動(dòng)，
保持平穩(wěn)。同時(shí)，應(yīng)確保2套管匯的排量
能夠在均衡的狀態(tài)下同時(shí)泵入到井內(nèi)，
而且也要確保各個(gè)車(chē)組的泵車(chē)間歇能夠
循環(huán)使用，從而能夠滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間的施工
要求。
四、優(yōu)化數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)
通常情況下，一般的油田往往不具
備2套型號(hào)相同的壓裂車(chē)組，尤其是儀表
車(chē)與混砂車(chē)的生產(chǎn)廠(chǎng)家不同，其對(duì)施工
數(shù)據(jù)的采集、傳輸以及處理方面都擁有
獨(dú)立化的控制系統(tǒng)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一
化與集中化的控制和指揮，則必須要對(duì)
施工數(shù)據(jù)進(jìn)行融合與對(duì)接，并對(duì)每一個(gè)
數(shù)據(jù)的采集點(diǎn)進(jìn)行合理的優(yōu)化，這樣一
來(lái)就能夠使施工數(shù)據(jù)可以集成在同一個(gè)
系統(tǒng)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸。
因?yàn)?套2500型壓裂車(chē)組合2套2000
型的壓裂車(chē)組其都具備獨(dú)立的泵控系
統(tǒng)，而為了能夠使3套車(chē)組可以實(shí)現(xiàn)集中
化與統(tǒng)一化的控制，應(yīng)根據(jù)當(dāng)前狀況，
分別采用利用互聯(lián)網(wǎng)控制的皇冠STC-
00024儀表車(chē)與模擬控制的SEV5130TYB
型儀表車(chē)，并將后者作為主控制車(chē)，2套
網(wǎng)絡(luò)控制電腦應(yīng)同時(shí)集中在該車(chē)的控制
室內(nèi)，這樣一來(lái)就能夠真正的實(shí)現(xiàn)集中
化控制。同時(shí)，應(yīng)將STL-00100混砂車(chē)
和皇冠STC-00024儀表車(chē)二者相連，從
而實(shí)現(xiàn)對(duì)施工數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)采
集，并利用互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程傳輸功能，將所
采集與監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)傳遞到指揮控制車(chē)
中，使工作人員能夠及時(shí)檢測(cè)到施工曲
線(xiàn)與施工參數(shù)，確保施工指揮、應(yīng)急處
置以及控制等操作能夠順利完成。
五、儲(chǔ)液方式與多級(jí)供液設(shè)施的
配套
按照大型壓裂機(jī)組的施工地理?xiàng)l
件、儲(chǔ)液裝備以及施工規(guī)模，比如液體
的種類(lèi)、施工液量以及施工的排量等相
關(guān)條件，確定多級(jí)供液設(shè)施和儲(chǔ)液方式
的具體優(yōu)化配置。
首先，應(yīng)按照1井設(shè)計(jì)的2500m³施
工備液，將阻水和線(xiàn)性膠排量10-12m³/
min以及現(xiàn)場(chǎng)條件，在場(chǎng)地建設(shè)1座體積
為2500m³的防滲儲(chǔ)液池，使其能夠滿(mǎn)足
于將阻水的儲(chǔ)存與配制。其次，應(yīng)在現(xiàn)
場(chǎng)內(nèi)放置10-12個(gè)50m³的儲(chǔ)液罐，將其
作為和混砂車(chē)連接的主要供液罐，另將2
臺(tái)柴油機(jī)進(jìn)行安裝，使其能夠在提液的
同時(shí)，向主液罐內(nèi)進(jìn)行供液，確保每單
臺(tái)的排量能夠高于13m³/min，且揚(yáng)程為
14m，單獨(dú)一臺(tái)也能夠滿(mǎn)足施工現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)
液的需求。同時(shí)，應(yīng)該按照每一個(gè)罐液
位的具體下降情況，從閘門(mén)開(kāi)始對(duì)打回
流和補(bǔ)液進(jìn)行控制與調(diào)整，使其不僅能
夠滿(mǎn)足施工要求，也能夠?qū)?chǔ)液罐進(jìn)行
補(bǔ)液，并且不會(huì)造成淤罐情況的發(fā)生。
使用備1開(kāi)1的2臺(tái)聯(lián)合方式進(jìn)行工
作，同時(shí)應(yīng)采用304.8mm的多閥組管
匯，使地面的儲(chǔ)液罐能夠在過(guò)閥組的控
制下，全部聯(lián)入到管匯中，從而確保施
工供液的連續(xù)性，形成從防滲池到儲(chǔ)液
罐，最后到混砂車(chē)的二級(jí)工業(yè)管匯配套
的工作形式，具體見(jiàn)圖1。
關(guān)于大型壓裂施工裝備的優(yōu)化配套
鮑傳祿　　煙臺(tái)杰瑞石油裝備有限公司
【摘　要】在油田施工中，經(jīng)常存在很多大液量、大排量的壓力施工，而為了能夠滿(mǎn)足此類(lèi)施工的要求，則需要對(duì)油田內(nèi)現(xiàn)有的壓力裝備進(jìn)行配套組合與
升級(jí)優(yōu)化，并將地面高壓流程和多級(jí)供液體系的優(yōu)化配置與相關(guān)的施工數(shù)據(jù)采集進(jìn)行技術(shù)方面的對(duì)接，從而真正的實(shí)現(xiàn)多車(chē)組的聯(lián)合作業(yè)施工，確保多套
壓裂機(jī)組能夠得到集中的操作與控制。基于此，本文主要對(duì)大型壓裂施工裝備的優(yōu)化配套進(jìn)行分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)的工作人員提供幫助。
【關(guān)鍵詞】大型壓裂；壓裂裝配；優(yōu)化；配套
(下轉(zhuǎn)第90頁(yè)）
90
電力工程技術(shù)
由圖5可知，隨土工材料彈性模量的
增加，對(duì)瀝青層底最大拉應(yīng)力影響并不
顯著，但對(duì)剪應(yīng)力的下降卻具有顯著影
響。這表明，高模量土工材料對(duì)反射裂
縫的抑制作用不在于減小瀝青面層的拉
應(yīng)力，而在于吸收、擴(kuò)散加鋪層內(nèi)的應(yīng)
力，增大應(yīng)力分布范圍，減小應(yīng)力集中
現(xiàn)象，從而延緩裂縫的發(fā)展。
從圖6可以看出：隨著土工材料彈性
模量的增大，裂縫中心處的彎沉值不斷
減小；而隨著距離的增大，這種差異性
也逐步減弱。可見(jiàn)，通過(guò)在半剛性基層
裂縫上鋪設(shè)土工材料，可以有效增強(qiáng)路
面結(jié)構(gòu)的整體剛度，從而在一定程度上
提高其承載能力。
3.土工材料厚度
為分析土工材料厚度對(duì)路面結(jié)構(gòu)的
影響，在計(jì)算中將材料厚度分布設(shè)定為
0.2、0.5、1、2、3和5mm。相應(yīng)的計(jì)算
結(jié)果如圖7、8所示。
從以上計(jì)算結(jié)果可以看出，無(wú)論是
瀝青路面層底拉應(yīng)力、剪應(yīng)力還是路表
彎沉，受土工材料厚度的影響均很小，
在工程應(yīng)用中可依據(jù)實(shí)際條件加以選
擇。
4.下臥層剛度差異
在既有瀝青路面中，當(dāng)裂縫兩側(cè)
的半剛性基層出現(xiàn)不同程度的結(jié)構(gòu)性損
壞時(shí)；或者在既有公路拓寬改造中，在
基層拼接兩側(cè)由于材料、結(jié)構(gòu)整體性
不同，往往造成裂縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)剛度的差
異。為避免由于剛度差異而形成反射裂
縫，在裂縫或接縫位置也需要設(shè)置相應(yīng)
的土工材料。
在有限元模型中，通過(guò)設(shè)定裂縫兩
側(cè)不同的剛度比，以此分析這種剛度差
異對(duì)路面結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響，以及土工材
料在抑制反射裂縫中所發(fā)揮的作用。
在計(jì)算中，將半剛性基層的基準(zhǔn)剛
度確定為600MPa，裂縫兩側(cè)的剛度比分
別取為1、2、3、4、5和6。相應(yīng)的計(jì)算
結(jié)果如圖9所示。
由圖9可知，隨基層剛度比的增加，
瀝青層底最大拉應(yīng)力在8.3～9.9kPa范圍
內(nèi)變化。接縫處瀝青層最大剪應(yīng)力隨基
層剛度比的增加而減少，但變化幅度不
大，當(dāng)剛度比由1增大到6時(shí)，最大剪應(yīng)
力從0.156MPa下降為0.145MPa。
可見(jiàn)，基層剛度比的變化對(duì)瀝青面
層受力狀況影響較小，這主要得益于裂
縫頂面的土工材料。由于裂縫兩側(cè)基層
存在剛度差異，在荷載作用下將出現(xiàn)不
協(xié)調(diào)變形，從而在瀝青面層產(chǎn)生附加應(yīng)
力。而設(shè)置于裂縫上的土工材料，由于
與基層具有良好的粘結(jié)性，可在一定程
度上消除差異變形，降低瀝青面層內(nèi)的
應(yīng)力，從而起到延緩反射裂縫開(kāi)展的作
用。在上述計(jì)算分析中，瀝青層內(nèi)應(yīng)力
保持良好的穩(wěn)定性，很大程度上就得益
于土工材料的粘結(jié)與抗拉性能。這也進(jìn)
一步驗(yàn)證了土工材料良好的防反效果。
三、結(jié)論
在瀝青加鋪層與既有半剛性基層之
間設(shè)置土工合成材料等防裂夾層對(duì)防治
反射裂縫具有較好的效果，土工合成材
料既起到了緩解裂縫端部應(yīng)力集中的作
用，也可減少瀝青加鋪層底部的彎拉應(yīng)
力及剪切應(yīng)力，對(duì)控制反射裂縫的發(fā)展
具有較好的效果。筆者通過(guò)建立三維路
面結(jié)構(gòu)有限元模型，系統(tǒng)分析了土工材
料鋪設(shè)寬度、厚度、彈性模量等主要技
術(shù)參數(shù)對(duì)瀝青面層受力狀況的影響，獲
得如下結(jié)論：
1.隨著土工材料鋪設(shè)寬度的增大，
瀝青面層內(nèi)的剪應(yīng)力、路表彎沉均呈下
降趨勢(shì)，因而鋪設(shè)寬度對(duì)土工材料的防
反效果具有顯著影響; 通過(guò)分析確定，較
為經(jīng)濟(jì)、合理的鋪設(shè)寬度應(yīng)為2m。
2.土工材料彈性模量和厚度對(duì)瀝青
面層的受力狀況影響不大；但是提高材
料的彈性模量，有利于增強(qiáng)其抗拉性
能，提高路面結(jié)構(gòu)的整體性。
3.當(dāng)裂縫兩側(cè)的基層出現(xiàn)剛度差異
時(shí)，通過(guò)設(shè)置土工材料，可在一定程度
上減小基層的差異變形，降低瀝青面層
內(nèi)的附加應(yīng)力，從而起到延緩反射裂縫
發(fā)展的功能。
1 - 1 號(hào)提升泵 2 3 0 4 . 8 m m 管線(xiàn)
101.6mm管線(xiàn) 4101.66蝶閥
5-供液管匯 6-2號(hào)提升泵
六、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)1 井實(shí)施大型壓裂施工作
業(yè)，能夠真正的實(shí)現(xiàn)多套壓裂車(chē)組配套
工藝技術(shù)與優(yōu)化組合的施工效果，并為
后期的大型壓裂施工裝備技術(shù)配套提供
了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，而如何利用油田內(nèi)現(xiàn)有
的壓裂設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化與配套，是充分發(fā)
揮出設(shè)備作用與價(jià)值的主要技術(shù)難題，
而且每一個(gè)油田內(nèi)所使用的壓裂機(jī)組的
型號(hào)、廠(chǎng)家以及出廠(chǎng)時(shí)間等都存在明顯
的差異，這樣也就使單套車(chē)組的泵控方
式、施工能力和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也有所差
異，很難互相兼容，從而增加了大型壓
裂施工裝備優(yōu)化配套的難度。現(xiàn)如今，
無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，都開(kāi)始重點(diǎn)關(guān)注
有關(guān)于非常規(guī)油氣藏勘探開(kāi)發(fā)的相關(guān)研
究，這樣也就提高對(duì)壓裂改造規(guī)模與技
術(shù)的相關(guān)要求，所以，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情
況，對(duì)壓裂車(chē)組、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和監(jiān)控
系統(tǒng)、 高壓管匯等進(jìn)行優(yōu)化配套，使其
能夠滿(mǎn)足施工要求。
參考文獻(xiàn)：
[1]田然.油田井下壓裂技術(shù)現(xiàn)狀及改進(jìn)對(duì)策[J].化
工管理,2019(31):203+212.
[ 2 ] 沈騁, 郭興午, 陳馬林, 雍銳, 范宇. 深層頁(yè)
巖氣水平井儲(chǔ)層壓裂改造技術(shù)[ J ] . 天然氣工
業(yè),2019,39(10):68-75.
[3]邱碩蕾.深層頁(yè)巖氣井壓裂工藝難點(diǎn)及對(duì)策[J].
化工管理,2019(29):188-189.
作者簡(jiǎn)介：鮑傳祿，1990年4月，山東煙臺(tái)，研
究方向：石油機(jī)械。
（上接第88頁(yè)）

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