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175兆帕特高压井口及配套装备闪亮登场,为保障国家能源安全筑牢关键装备根基——

这场能源装备自主攻坚战是如何打赢的?

  4月10日,宝石机械成都宝石公司迎来一批专程到访的客户,围绕175兆帕特高压井口装备开展技术交流。自该装备在中关村论坛重磅发布以来,市场问询持续升温,多家企业前来深入对接,彰显出这套国产高端能源装备的强劲吸引力与行业关注度。

  此套由中国石油发布、位列“面向国家重大需求”首位的175兆帕特高压井口及配套装备,攻克超深层、特高压油气开采核心技术瓶颈,彻底打破国外长期技术垄断,标志着我国在深地油气勘探开发高端装备领域正式跻身世界一流,为保障国家能源安全筑牢关键装备根基。

  这不仅是一次技术创新的落地实践,更是一次对宝石机械科研攻关、制造保障与工程服务硬实力的“大检阅”。

  绝境攻坚

  “这是一场没有退路的攻坚战,深地工程核心装备‘卡脖子’,我们必须靠自己啃下这块‘硬骨头’!”宝石机械成都装备制造分公司(简称成都宝石公司)总经理陈刚,谈及3年攻关历程,语气坚定而感慨。作为项目牵头单位,成都宝石公司早在2022年立项之初就深知,此次研制是与时间赛跑、与技术壁垒较量的“马拉松”,从顶层设计到节点倒排,从资源统筹到团队协作,一切准备就绪,可前路的艰难险阻远超预期。

  项目启动后,标准的空白成为自主创新面临的首要难题。当时,国内外尚无175兆帕法兰相关标准。团队结合实际工况与通用需求,借鉴国际先进标准,自主开展多轮理论计算、仿真模拟与复合载荷试验,成功完成设计验证,并将技术成果全面应用于样机制造,最终形成175兆帕系列法兰团体标准,填补了国内行业空白。

  攻克了标准难题,又一道鸿沟直击加工制造的“卡脖子”环节:井口本体是一个2米多高的大型不规则工件,要完成一个直径78毫米、深度超2米的孔径加工。如此超长、超细的钻孔复杂工况,在国内加工领域实属罕见。走刀的公差仅仅在毫厘之间,这关乎整套装备的安全与寿命,稍有偏差便会前功尽弃。

  “没有现成工艺,没有成熟经验,我们就一点点试,一步步闯。”宝石机械公司首席专家郑家伟回忆道。为了守住精度与表面粗糙度的严苛标准,加工团队反复钻研工艺方案,优化刀具设计,尝试各类工装夹具,在不同规格机床上轮番试验,前后历经10余次失败,始终没有放弃。90个日夜的坚守,团队自主研制专用加长刀具与特殊工装,最终一次性完成高精度加工,用石油工人的智慧与韧劲,攻克了加工难题。

  匠心铸器

  “相比于实现基本功能,让装备在超高压、强腐蚀、极端温差的恶劣环境下,始终保持安全、稳定、可靠,才是真正的挑战。”项目专家张川的这番话,道出了高端能源装备研制的核心要义。

  材料是装备的根基,也是国外垄断的核心壁垒。研发团队瞄准高性能耐腐蚀材料发力,反复优化合金成分、对比性能参数,最终成功研发出微合金元素优化的新型马氏体不锈钢。这种新材料相较于国际通用标准推荐材料,综合性能实现大幅跃升。“井口装备可实现更轻量化、更高强度、更强耐腐蚀。”参与材料研究的热工分公司材料研究所一级工程师党恩,指出应用这种新材料的优势所在。

  针对特高压井口安全管控,团队打造了全套智能安全控制系统,集供配电、远程控制、液压控制于一体,搭载智能微电网、冗余控制、增压式超高压液控技术,全面提升系统稳定性。更具突破性的是,团队成功开发国内首台高完整性压力保护系统,这套如同安全气囊般的关键装置,在国内陆上油气开采领域属首次应用。同时,自研的多种类别传感器实现了对井口壁厚、泄漏、水合物的实时监测与超前预警,让井口运行全程可控、万无一失。

  实战是检验成果的唯一标准。2025年9月,该装置在新疆某井投入现场作业,顺利完成加砂压裂等一系列高难度工序。压裂施工中,最高泵压达154.68兆帕,刷新当时国内压裂酸化最高施工压力纪录。配套智能控制系统实现远程精准控制,紧急关闭时间仅8秒,全程零故障、零失误,得到现场作业团队的高度认可。

  磨砺成长

  凌晨2时的试验车间,灯火彻夜通明。这样的场景在3年攻关期间早已成为常态。2024年8月16日,油管头高低温试验进入最后8小时关键阶段。原本平稳运行的温度表,温度突然直线下降。当值车间主任王勘心急如焚,第一时间拨通同事电话,紧急开展故障排查。

  经检测,是压缩机冷凝管爆裂导致升温设备停运。这意味着耗时许久的试验必须从零开始,10天的工期就此耽误。“大家都莫泄气,这点挫折不算啥子喽。跌倒了,我们再爬起来,从头再来就是。”王勘用一口地道的四川话喊道,心中满是不甘,但他强压着焦躁与失落,继续带领大家连夜抢修设备。

  极端环境并带高压试验,是检验装备可靠性的关键一环。整套装置包含11个阀门、16个连接点、3种规格法兰,小到一颗螺丝钉,大到数米长的主体构件,都要经受从零下46摄氏度极寒到180摄氏度极热的反复考验。每一次试验失败,都意味着前期的心血付诸东流。但是,团队从未有过退缩,一次次复盘、一次次重启,用无数个不眠之夜,换来了装备的极致可靠。

  “每一次挫折,都是一次成长;每一次突破,都积累下宝贵的经验。”技术带头人杜文波感慨道。3年攻坚,团队不仅攻克了一道道技术难题,更沉淀了一套完整的研发、制造、试验体系。“通过历练,我们打造了一支能打硬仗、善于创新的专业人才队伍。”成都宝石公司副总经理、科技工作负责人吴先进畅谈收获,语气中充满了自豪。“从初露锋芒的青年技术骨干,到经验丰富的行业资深专家,全员在实战中磨砺本领,在攻坚中凝聚合力。这不仅是项目的胜利,更为企业长远发展积累了最宝贵的‘人才家底’。”

  这项成果已成为我国能源装备自主创新的标杆,彻底打破了国外长期技术垄断,实现了关键装备自主可控。同时,这也绝非单一产品的突破,更是平台型、基石型技术的升级。它不仅推动宝石机械成都宝石公司主营业务实现从“量”到“质”的跨越,更将支撑企业在超深井、深海等更广阔领域布局发展。

  从追跑到并跑再到领跑,3年攻坚之路彰显的是我国装备制造企业的责任与担当,诠释的是自主创新、攻坚克难的时代精神。在保障国家能源安全的征程上,宝石机械将继续坚守匠心、勇攀高峰,以更多国产高端装备助力我国能源事业不断迈向新高度。

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