浅谈海上油气田工程压裂作业船及装备配置技术

贺平

（中石化石油机械股份有限公司，湖北 武汉 430000）

从目前发展情况来看，海上油气田油气增长方式主要分为两种，即把作业设备分别放在生产平台上或者船舶上，继而完成海上油气田作业。压裂作业船具有储存能力高、混合能力强等特点，可以对海上油气田作业过程中的油气质量进行合理管控，从而确保海上油气田工程作业顺利完成。

1 压裂作业船的技术特点

1.1 压裂作业船具有高效性

为了使海上油气田工程作业顺利开展，需要提高压裂作业船的性能，从而满足海上油气田施工作业的要求和规则。因而，压裂作业船具有高效性这一特点。压裂作业船可以在同一时间内处理数个产层，同时，对于几个星期的工作量，应用压裂作业船后，便可将其缩短为几个小时，从而使工作效率显著提升，继而使油气开采工期进一步缩减。

1.2 压裂作业船具有良好的操控性能

压裂作业船的稳定运作，依托于先进的设备系统，从而为压裂作业船的顺利作业提供了强有力的技术支撑。航行系统的使用，有利于压裂作业船安全航行。动力定位系统采用推力器来提供抵抗风、浪、流等作用在船上的环境力，其中包括推进系统、测量系统、自动化系统，从而使压裂船在作业过程中具备良好的操控性能。

2 海上油气田工程压裂作业船装备配置概述

2.1 压裂作业船主要设施和作业装备

海上油气田压裂作业船在运作过程中，需要配备一定数量的发电机组，可以选择三台，也可以选择四台，当然，必须确保总功率达到7457．12kW。同时，发电机组的规格必须符合标准。此外，也需要征得船级社的认可，从而使发电机组正常使用。压裂作业船也需要安装全回转推进器，并将其安置在船尾。当然，对于推进器的规格也有一定的要求，其需为方位角推进器。根据推进器的规格，对其推力和功率进行限制。隧道式推进器，其推力应为90N，功率不得超过2x850．11kW。

2.2 压裂作业材料存储调配系统的概述

海上油气田工程在施工过程中，需要运用到压裂作业船。而压裂作业船的稳定运行，离不开材料存储和混合调配系统。材料存储和混合调配系统在压裂作业船运作过程中发挥着重要作用，属于压裂作业船不可或缺的设备。压裂作业船材料存储和混合调配设备占用空间相对较大，因而，要对其进行合理布置，从而缩减空间的占用面积。

3 海上油气田工程压裂作业船各系统的工作原理

3.1 海水过滤器

压裂作业船在海上油气田工程施工过程中发挥着重要作用，任何在作业过程中所需的海水都需要过滤，在这种情况下，海水过滤器将会发挥作用。对于在作业过程中的海水，都需要海水过滤器在一定时速下对其进行处理，从而使每个过滤芯的最高效能得以充分体现。

3.2 质量控制实验室

为了使海上油气田工程作业船在运作过程中，压裂液、基础液、后置处理液能按一定的标准进行配置，成立了质量控制实验室。当然，为了使质量控制实验室的功能得到充分发挥，安排了专业人员，运用化学、物理等方法对混合区域的样品液体进行化验检测，并将样品检测的结果进行收集整理，继而在作业完工后对其进行分析和评估。

3.3 调配系统

压裂作业船在作业过程中，需要按要求调配出不同类型的支撑剂。因而，这就需要运用到调配系统。调配系统由搅拌罐、搅拌叶片和喷射器构成。为了保证调配系统的使用效能，搅拌罐通常采用不锈钢的材质。调配系统在运转过程中，通过传输系统将支撑剂进行组合，从而调配出符合规格标准的支撑剂，继而确保压裂作业船稳定作业。

3.4 胶体连续混合

为了使压裂作业船的工作效率不断提升，并且使其工作成本得以有效降低，需要配备先进的连续调配系统。连续调配系统的使用，可以使胶体连续混合，并且对于混合中的材料，没有任何浪费。同时，也不会产生环境污染，符合生态和谐的理念，继而确保生态文明健康持续地发展。连续调配系统的应用，对工作时间也有一定的限制，从而避免因长时间工作而造成设备破坏的现象，从而延长压裂作业船的使用期限。

4 海上油气田工程压裂作业船的发展策略

4.1 加大投资力度，提高压裂作业船的性能

我国缺乏专门用来开发海上油气的压裂作业船，这在很大程度上阻碍了海上油气田工程的进度，从而使工期延长。因而，相关部门负责人要重视这一问题，并意识到这一问题的严重性。采取措施，从而确保压裂作业船研发工作的开展，同时，提高压裂作业船的性能。要加大对压裂作业船的投入力度，培养专门人员对其进行研发，也要提高工作人员的技术和操作技能，从而使压裂作业船的性能不断提升，继而为海上油气田工程的开展，提供充足的硬件设备。

4.2 加大对技术人员的培养力度

压裂作业船的良好运作，需要专业的技术人员为其提供强有力的技术支撑。因而，高校可以通过专家讲座、座谈会、各校师生之间的交流互动等，从而提高技术人员的技能，从而使压裂施工工艺进一步提升。继而使技术人员可以根据船舶自身方面的特点，充分发挥技术性能和自动化优势，从而使支撑剂存储、混合剂配合等，满足海上油气田作业的需求。

4.3 不断提高压裂作业船定位能力

压裂作业船在作业过程中，需要极强的定位能力，从而对油气所处位置进行准确定位，继而节省大量的时间、人力、财力。但是从目前发展情况来看，因此，需要加大对定位系统的研究力度。可以成立专家组，召开研讨会，就提高定位系统能力这一问题，提出科学依据和行之有效的改进措施，设计出极强的定位系统，从而根据社会发展需求，制造出属于自己的压裂作业船，继而使海上油气田工程顺利开展。

4.4 设计超高压快速脱离装置

压裂船的压裂作业是提高海洋油田产量的一项重要措施，连接压裂作业船管汇与海洋平台管汇的快速脱离装置，在海洋压裂作业应急防护中起到至关重要的作用。针对海洋压裂作业船超高压快速脱离装置技术被国外垄断的现状，设计了一套压裂作业船超高压快速脱离装置。工作原理是当遇到紧急情况时，超高压快速脱离装置可通过网络控制系统使压裂作业管汇连接断开，并保证无高压液体溢出，使得压裂船能够快速撤离，并运用AMESim液压仿真软件，建立快速脱离装置液压系统模型。结果表明：该快速脱离装置可以在6 s内完成快速脱离，脱离过程准确度高、平稳性好。

4.5 要设计出多功能的压裂作业船

近年来，海洋石油开采业逐渐兴盛，油气增储的形式也日益增多。因而，为了使压裂作业船满足海上油气田开采的需求，需要设计出多功能、类型各异的压裂作业船，继而满足油气开采工程的需求。在各种情况下均可使用，从而使海上油气田工程得以有效在规定时间内竣工。与此同时，也使得压裂作业船的开采质量不断提升，从而使海上油气田工程经济效益和社会效益不断提升。

5 结语

当今时代，海上油气开采业不断兴起并日趋成熟。因而，为了使海上油气田工程顺利竣工，需要对压裂作业船不断改善，从而提高压裂作业船的安全性、可靠性。这就需要加大对压裂作业船的投入力度，培养专门人员对其进行研究，并且提高工作人员的技能，不断提高压裂作业船的定位能力，并且要设计出多功能的压裂作业船，从而使压裂作业船的使用效能进一步提升，满足社会发展需求。设计出专门的压裂作业船，继而为海上油气工程的顺利开展提供强有力的硬件设备，从而使海上油气田工程顺利完工。

[1]薄玉宝．海上油气田工程压裂作业船及装备配置技术探讨[J]．海洋石油,2014,34(1):98-102．

[2]李增亮,周邵巍,肖茵等．压裂作业船超高压快速脱离装置设计研究[J]．石油机械,2016,44(10):63-67．

[3]李增亮,孙召成,胥曰强等．压裂船快速脱离装置控制系统设计与仿真分析[J]．机床与液压,2017,45(10):76-78．