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  川渝大地,宝石钢管独立开发的BJC-Ⅱ型特殊扣套管成功下井,为深地开发再添利器;火焰山下,应用于吐哈油田的济柴动力30/60兆瓦时电化学储能系统平稳运行;百湖之城,北京石油机械有限公司研发的井控设备信息化管理云平台实时监控设备状态,故障预警准确率达95%以上……

  抓创新就是抓发展,谋创新就是谋未来。“新生”的昆仑制造公司带领装备制造系统广大干部员工牢记习近平总书记“把装备制造牢牢抓在自己手里”的殷切嘱托,紧紧围绕建设世界一流能源装备特色产品链系统制造集成和综合服务商战略目标,集聚创新力量打造“国字号”装备重器,依托技术优势进军新赛道,采取数智化技术赋能传统产业,以专业化管理、一体化统筹为装备制造业务注入强劲创新驱动力。科技创新正引领中国石油装备制造业务攀“高”逐“新”,奔向未来。

  向高图强

  挺起支持保供“硬脊梁”

  4月23日,油气钻采输送装备全国重点实验室内,科研人员正进行着国内首次钛合金钻杆全尺寸旋转弯曲疲劳性能测试。“高性能钛合金钻杆、铝合金钻杆能显著提高钻井效率,是超深层复杂苛刻工况钻采作业的重要利器。”工程材料研究院朱丽娟博士介绍。

  工欲善其事,必先利其器。随着油气勘探开发对象向“两深一非”转移,能源装备“生存环境”愈发严苛。昆仑制造肩负“为油气增储上产、炼化转型升级、新能源新业态发展提供战略支持”的职责使命,引领装备制造企业直面超高温、超高压等复杂环境作业工况挑战,为主责主业提供坚实支撑。

  瞄准行业“痛点”,一批“硬核”科技产品填补相关领域空白。从济柴动力全力实施关键零部件国产化攻关,实现“两机”产品零部件全部国产化,到工程材料研究院牵头设计开发深井超深井用高强度油井管,性能指标比肩国外同类产品,装备制造企业勇立创新潮头,创新引领钻机、顶驱、管材等一系列拳头产品迭代升级,为保障国家能源安全磨砺装备重器。

  向深层超深层挺进,攻关化解“入地难”。在大漠腹地的深地塔科1井井区,沙丘环绕、井架高耸。宝石机械自主研制的全球首台12000米特深井自动化钻机及配套自动化装备,建功万米井场;北京石油机械有限公司顶驱研发团队打响“特深井顶驱会战”,提升顶驱轻量化、自动化水平,为超深层钻井添动力。

  突破“非常规”难关,“大国重器”提档升级。历经百余次试验研究,宝石钢管突破管材制造核心技术,全球最高强度的连续管产品——CT150钢级超高强度连续管“征战”玛湖勘探开发最前沿。“它具有更高的强度和塑性,可用于数千米的超长水平段页岩油气作业,为非常规油气资源开发利用提供战略支持。”宝石钢管首席技术专家毕宗岳说。

  向新开路

  创新“沃土”培育新兴产业

  4月的辽河油田兴隆台采油厂光储充微网项目“绿意盎然”,建有光伏板的遮阳棚下,充电桩整齐划一地排列着。值得一提的是,光伏、储能、充电桩全系列产品均为“济柴制造”。近年来,装备制造企业加快布局战略性新兴产业和未来产业,发展能源装备产业链的新技术新业态,开辟发展新空间。

  新技术、新产品需要新蓝图指引。昆仑制造公司立足传统能源装备技术优势与充足经验向“新”延伸,谋划好新能源产业发展规划,加快布局新兴产业,让“先发优势”为新兴产业装备研发赋能。

  2023年,宝石机械成功研发中国石油首套1200标方碱性水电解制氢系统,成为国内少有的“制氢系统提供商”。

  成就的背后是细致的前瞻规划与长达一年的“孕育”。2022年,宝石机械成立新能源业务专项工作小组,确定先期研发目标,全面开展大型碱性水电解制氢系统各设备技术攻关与产品研发。在全面统筹、协调督促的“孵化培育”下,新能源装备业务接连结出硕果。

  新兴产业的“萌芽”,生长在装备制造企业深厚的创新“根基”上。

  “在各类输送管产品研发的基础上,我们对影响管材抗氢性的因素进行优化,有效解决了氢气输送管材安全服役的难题。”研究所内,宝石钢管公司一级工程师刘斌正与同事研讨氢气输送用高性能焊管材料的性能问题。

  这家建厂66年、曾生产出我国第一根单面螺旋焊管的企业紧握新能源产业发展机遇,依托雄厚的管线钢管研发实力投入新能源管材赛道,为集团公司掌握氢气“制储输用”全产业链技术奠定坚实基础。

  发展战略性新兴产业不能“单打独斗”,更需“攥指成拳”汇聚创新合力,加快建设开放合作的创新生态。

  济柴动力全面推进低碳绿色新能源和智能装备新业态的研发制造,积极与华为、星星充电等专业领域头部企业开展合作,推进与新兴产业头部企业组建创新联合体,站在技术制高点上有序开展高效高安全电化学储能、电动汽车直流充电桩等产品研发,一系列“低碳”装备进入“战新”序列。

  向未来进发

  站上数智技术“风口”

  在渤海装备巨龙钢管公司制管厂内,员工指尖轻点,直缝钢管全管体周长、焊缝余高等7个关键参数跃然屏上,“厚重”的装备制造生产线,正因数字化技术变得更“灵巧”。

  “这是我们联合研发的国内首套直缝埋弧焊管全管体尺寸自动综合测量系统,能在缩短检验时间、提升检验质量的同时实现生产信息融合相通。”巨龙钢管公司技术支持中心主任王习彬介绍。

  数字化、智能化浪潮加速奔涌,数字技术与实体经济深度融合,是新型工业化发展的必然趋势,也是企业保持竞争优势的必然选择。石油装备制造如何从制造迈向“智造”,依靠“智改数转”推动传统制造业转型升级?昆仑制造公司坚持数智技术赋能装备制造业务快速发展,加快提升数实融合能力和数字化运营能力,谱写装备制造“数智未来”。

  打造数智产品,为勘探开发添智慧。

  在钻采装备方面,北京石油机械有限公司正在向油气智能采输领域拓展。试采一体化研发团队创新提出页岩气测试与采气一体化技术,让北京石油机械有限公司成为国际上掌握试采一体化装备与自动化调控技术的少数几家企业之一。

  渤海装备辽河热采公司为电导热油炉植入智慧管理系统,在手机APP上即可实现现场在线监测和智慧应用。

  在200多个站点,逾千台机组的海量数据被实时采集应用,接入工程作业智能支持中心……济柴动力大力发展钻探发动机、储气库压缩机等重点产品远程监控运维系统,为生产数据“孤岛”搭建桥梁。

  助推产业“蝶变”,数智“大脑”点亮未来制造。

  积极拥抱数智化改造,工程材料研究院获批建设超(特)深层油气钻探全尺寸模拟首台(套)重大技术装备应用验证平台,可对钻采装备及工具仪器服役环境开展全尺寸模拟验证试验。

  探索“AI+装备制造”的“化学反应”,“AI安全管控系统”在宝石钢管资阳钢管公司发布,将AI能力运用到风险辨识和隐患排查中。

  柔性生产开启“智造”新模式,宝石机械泵配件智能柔性生产线集5G、“互联网+”、人工智能等新技术于一体,实现产品加工智能化生产,让数字技术与生产制造深度融合。

  草木蔓发,春山可望。中国石油装备制造企业将坚持“技术立企”,全面提升自主创新能力,推动传统装备制造业高端化、绿色化、智能化转型发展,抢占能源装备制造领域创新制高点,谱写装备制造业务高质量发展新篇章!(记者 许琳迪)(陈青、安鹏飞、党勍、王冠慈、郭芳、梁伟联合采写)

  圆桌讨论

  1 如何持续推进传统业务迭代创新,占领技术领域“前沿阵地”?

  宝石机械公司国家研究中心执行董事、总经理周天明:在技术“大爆炸”时代,传统的模式已经无法适应当前的科技变革和严酷的市场竞争,需要建立有别于以往的创新体制机制,跳出自我思维逻辑,时刻保持对新技术的敏感性。这种创新机制既包含企业通过自身的研发团队来完成内部创新,还包含与其他企业或研究院所开展合作进行外部创新,借助“外脑”完成技术引进和技术落地。除此之外,企业更要通过与前沿科技公司、合作伙伴开展合作,共同推动开放创新,借助“外手”完成产品的组合创新和联合创新。(杨亚青 采访)

  济柴动力公司动力装备研究院副院长胡志峰:当前,清洁能源规模化、终端能源电气化趋势加速演进,国内油服市场动力电动化是趋势。为迎接“多元动力时代”,我们要坚持把创新作为“第一战略”,建立健全以市场为导向的技术创新体系,切实增强科技对企业发展和效益提升的贡献率。要积极发展混合动力,通过大数据、开发AI算力模型,推动开发智慧能量管理系统。发展以氢、氨、甲醇、生物柴油为代表的低碳、零碳发动机。开发适应钻井和压裂、工业尾气、船舶动力各领域的动力系统,以满足我国工业多样化需求。(党勍 采访)

  2 如何突破传统制造业转型难点,推动数智化技术与传统业务深度融合?

  济柴动力公司动力装备研究院副院长胡志峰:在数字化转型智能化发展方面,我们还有很多短板和急需面对的问题。目前,信息化技术对研、产、销、服、管全链条赋能不足,企业经营还主要依赖经验,数据驱动的管理措施还缺乏系统性、持续性、深入性。未来几年,济柴动力将围绕“内燃机业务主动融入智能技服、压缩机业务主动融入智能油气田、大功率气体机智能化引领社会市场”发展规划,推动数字技术与企业业务深度融合,逐步构建一体化、智能化的运营模式和开放、共生的商业模式,打造数据驱动、互通互联、柔性协同、知识共享的“形散神不散”的“数字工厂”。(党勍 采访)

  宝石钢管公司钢管研究院党委书记张锦刚:数智化技术与传统业务融合程度取决于传统制造业转型难度。这就需要我们加快推进技术革命性突破和生产要素创新性配置的优化组合跃升。一方面,结合国家战略、行业大势、市场前景布局规划,加快打造井下大功率电加热器、钻采集输用高端管材等装备利器,加快攻关绿色能源管材前沿技术、颠覆性技术,并与数字化应用场景相融合。另一方面,要实施信息化补强工程,聚焦应用5G、人工智能、大数据、物联网技术,充分发挥长板优势,加快推动智能工厂建设,不断催生个性化、数字化产品与服务新产业新业态新模式,真正让“智造服务”产品“会说话”。(王冠慈 采访)

  3 如何完善科技创新体制机制,为布局战略性新兴产业和未来产业营造良好科研生态?

  宝石机械公司国家研究中心执行董事、总经理周天明:一是要积极探索多级研发体系建设。第一级研发布局企业战略性新兴产业的顶层规划,专注于新型产业产品研究和开发,并负责探索和开发前沿技术和未来产业,为企业未来高质量发展做好原始技术积累和储备,孵化共建创新融合平台。第二级研发负责传统产业升级迭代、工艺改进、技术支持和延伸开发,打好现有产业技术根基,为一级研发提供资金和动能。二是要全面落实人才强企工作部署,加大创新人才培养机制建设。完善科技人才发现、培养、薪酬激励机制。三是要构建宽松的创新生态环境。允许科研人员试错,努力营造潜心科研的设计研发氛围。(杨亚青 采访)

  宝石钢管公司钢管研究院党委书记张锦刚:关键是以完善科技创新体制机制为依托,积极培育“三新求变”新赛道。一是着力创新载体建设。完善科技管理体系,围绕氢能装备研制、油气开采一体化技术服务等,积极承接国家重大科技课题、重大科技研发任务。二是突出创新主体地位。优化科技创新投入机制,加强产学研用融合,通过“项目长负责制”等新机制推动能源管材基础研究、应用研究与技术创新对接融通。三是优化创新平台体系。持续完善梯次衔接的科技创新平台建设,发挥行业引领示范作用。四是加强创新人才培育。以“国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心中国石油推广应用基地”建设为抓手,加强领军人才培养,探索项目市场化引才机制,建立完善的专家人才库。(王冠慈 采访)

研发者说

  “在新能源装备路上破难关攀高峰”

  “这项技术可以将过剩的绿电储存在熔盐中,在高峰时用存储的热能进行供热或供电……”4月26日,在辽河油田欢喜岭采油厂电热熔盐锅炉现场,谈起产品采用的绿电锅炉技术,渤海装备高级技术专家周英如数家珍。

  今年是周英在装备制造领域深耕的第20年。她先后承担60余项科研项目,收获全国五一巾帼标兵等荣誉和无数科技进步奖项,见证过装备制造国产化的艰辛历程,坚决踏上装备制造向新能源转型的“新路”。她的创新脚步,始终与能源装备创新发展并肩同行。

  过去,LNG接收站的核心设备SCV设计和制造技术长期被两家国外公司垄断,严重制约了国内LNG行业的发展。周英深知,要想保障清洁天然气能源的稳定供给,就必须掌握核心技术,实现关键设备国产化。

  2012年6月,摆在周英和她的团队面前的是重重难关:国外技术壁垒森严,设备无从借鉴,基础材料缺乏;“卡脖子”的技术难题一个接着一个:小空间浸没式高强度燃烧,跨临界传质传热,管束防结冰,循环交变载荷……

  没有设计方法,周英就紧跟现场应用,从运行参数中找思路、找方法;没有制造经验,就广采众家之长,针对每一个加工制造难题逐一攻破;没有材料支撑,就遍访国家标准化管理委员会、有关安监部门和科研院所,最终获得双牌号钢的研制应用许可。

  从方案论证、材料实验、安全分析、小型试验到现场验证,周英记不清有多少次往返现场、多少次重复计算。2012年12月,该项目进入调试阶段。为解决燃烧器引燃问题,周英带领项目部人员在40多摄氏度、2米多深的燃烧壳内一待就是一整天。经过10余天的反复验证与加工制造,产品点火成功率终于达到100%,点火性能完全优于国外产品和技术。

  在周英的带领下,首套国产SCV成功研发,在排放、效率、可靠性、安全性等方面实现了重大提升,形成了自主核心专利技术,彻底结束了依赖进口的历史,让“中国制造”在江苏LNG等多个接收站大放异彩。

  随着“双碳”目标压近,全新的任务来到周英面前。2018年,渤海装备决定研制适应新的能源条件的经济性供热装置,将目光瞄准了绿电锅炉产品。然而,相关产品没有设计经验可供参考,不仅市场个性化需求多、应用场景差异大,而且还是热结构、电气、运行管理等多行业多专业技术的“大杂烩”,产品开发困难重重。

  周英带领团队打破常规,采用以问题为导向,反推解决方案的设计思路,开展产品研发与设计。从东北到西南,从广西到大庆,从油气田到炼油化工企业,她和团队在无数次现场踏勘和技术对接中一步步地把方案“跑”出来、“聊”出来……仅2023年,周英就在外出差276天,足迹遍布国内30多个市。

  通过反复试验和改进,周英率团队成功解决了超大功率替代、高防爆、高参数要求和绿电离网消纳等核心技术难题,开发出适应油气田、炼化电气化替代等7种应用场景、共100多个品种的绿电锅炉产品。不仅推动了公司装备产品绿色转型,而且为中国石油绿色低碳发展作出了积极贡献。

  站在新赛道上,周英带着多年如一的闯劲,与团队瞄准油田新能源与油气融合生产、氢气制输储用等新领域开展研究。“我将在新能源装备路上破难关攀高峰。”周英说。(特约记者 安鹏飞 刘梅 通讯员 陈晓)

勇立潮头磨利器

打造压裂设备“巨无霸”

  7000型电驱压裂橇是宝石机械自主研制的全球首台单机功率最大的压裂设备,实现了我国压裂装备国产化替代、智能化升级。

  它攻克了小体积、大功率、智能化压裂设备核心技术,采用长冲程、大直径柱塞设计,降低作业成本。创造性地研发压裂泵动力端并联双润滑系统,既满足了大流量润滑要求,又提高了运输安全性能。该型压裂橇配套宝石机械自主研发的压裂泵连杆,载荷世界领先,满足了我国页岩气等非常规压裂长时间连续可靠性作业的需求。目前,该橇已在川渝地区多个页岩气平台应用。(江艳)

擦亮高速往复压缩机“皇冠上的明珠”

  大功率高压注气压缩机组是地下储气库的“心脏设备”,作用是将天然气增压注入地下气藏,其设计与制造技术极具挑战性。

  大功率高压注气压缩机组长期依赖进口。济柴动力组织优势科技资源持续攻关,创新突破高速大功率往复压缩机主机设计制造技术,成功研制出我国第一台6000千瓦级往复式注气压缩机组,总体技术指标居国际先进水平,实现了进口压缩机价格平抑和供货周期的缩短。目前,已有50余台济柴动力大功率压缩机在全国储气库应用。(党勍)

尖端利器创“穿深之最”

  大庆油田装备制造集团新型102型超深穿透射孔器,是TORCH系列产品的一种。2018年,穿深实现1805毫米,达到当时世界同类型穿深之最。

  102型TORCH超深穿透射孔器大幅度提高了井筒与地层的导流及增产措施实施效果,进一步解放了油气层,提高了油藏的开采程度,平均采液强度提高20%。最新一代102型射孔弹集成原材料检测、高密度金属粉材成型、高能炸药压制新工艺等一系列技术,大幅度提升了自动化智能化制造水平,助推了新产品转化和高质量规模量产。(吴姗 贺建磊)

铸就钻井工程领域“国之重器”

  北京石油机械有限公司的静音节能永磁直驱顶驱大幅提升了顶驱自动化作业水平,在能效、噪声、控制精度、自动化水平方面走在行业前列。

  针对钻井现场传统顶驱装置传动结构复杂、整机能效低、应对复杂工况能力弱等关键技术难题,北京石油机械有限公司开展交流变频永磁直驱及主轴带载旋转精确控制等技术攻关,顶驱输出效率提升20%以上,先后攻克了顶驱一键钻井等关键技术,提高了井口自动化水平和钻井安全性。目前,直驱顶驱已累计出厂11台(套),完成40余口井的现场应用。(梁伟)

挺进高端炼化装备制造

  大庆石化是国内生产高效换热器产品种类最多的厂家。长期以来,大庆石化积极开发新型高效换热器产品,增强换热效果、缩小换热器体积,为石油化工装置节约能源、挖潜增效作出了贡献。

  近年来,大庆石化申报的“壳程旋流+异型管组合型高效换热器”科研课题圆满完成中国石油科研课题立项工作。研发成功后,新换热器将在换热能力上超过市场绝大多数同类型产品的同时,“身材”更小,“体重”更轻,流动更顺畅,可助力装置更加节能。(谢文艳)

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