涡轮降服记:杰瑞造就国内首台超大功率涡轮压裂车
摘 要:它拥有 5600 马力的超级功率,重量却不足等功率柴油机的十分之一。它的转速高达每分钟 16000转,工作时却静如青松,稳若磐石。它结构精密,维护却异常简单,工作寿命长达 30 年以上……它便是杰瑞阿波罗涡轮压裂车的动力核心——5600hp 涡轮发动机——全球最大单机功率压裂车的心脏。
舜网讯 它拥有 5600 马力的超级功率,重量却不足等功率柴油机的十分之一。它的转速高达每分钟 16000转,工作时却静如青松,稳若磐石。它结构精密,维护却异常简单,工作寿命长达 30 年以上……它便是杰瑞阿波罗涡轮压裂车的动力核心——5600hp 涡轮发动机——全球最大单机功率压裂车的心脏。5月28日下午,“走近山东创造——全国网络媒体齐鲁行”采访团来到烟台杰瑞集团,探秘一台机器如何开启一个时代。

采访团走近杰瑞集团生产车间
攻克两大难题,自主研发涡轮“紧箍咒”
资料显示,目前国外涡轮压裂车发动机的最高功率仅为3750hp,作业能力仅与2000型常规压裂车相当。在国内市场,大功率涡轮压裂车之所以迟迟没有出现,超级大泵资源的稀缺是一项重要原因。但在这方面,杰瑞集团拥有其他企业无法比拟的优势,因为世界上功率最大的压裂大泵(最大输出功率达5000hp)便是由杰瑞自主研发制造完成的。所以,杰瑞“降服”涡轮发动机最大的难点就落在“涡轮机降速增扭”和“输出功率选型计算”两大技术难题的攻克上。
记者了解到,涡轮发动机输出转速高达16000转/分钟,如果想将之用于压裂作业,就必须将其转速将至更加合理的范围,以此提升发动机的扭矩。但由于这是超大功率涡轮发动机在单机压裂车上的首次应用,全球范围都尚无与之相匹配的变速箱或减速装置存在,所以杰瑞必须迎难而上,自主研发这套极为精密的涡轮“紧箍咒”。
由于涡轮发动机具有独特的功率输出特性,如何根据油田压裂作业的使用工况进行精准的选型计算,从而匹配出最合理的输出功率,也成为降服涡轮机的另一大难点。
为解决这些难题,杰瑞专家组与国外涡轮机厂家研发人员进行了长时间的深入沟通,最终在数十套解决方案中筛选出最优方案,并凭借杰瑞自身超强的机械制造能力,生产出全球独有的超高速涡轮减速箱,实现了超级发动机与超级大泵的完美匹配。同时,以中国页岩气开发作业特有工况为基点进行的“输出功率选型计算”,也在海量的模拟试验后完美出炉。
一次降服,开启一个全新的时代
其实,涡轮发动机的“降服”过程远没有现在读起来这么轻松简单,但“降服”后它为杰瑞带来的惊喜也远超想象。
数据显示,阿波罗涡轮压裂车的水马力最高可达4500hp,仅需8台车,即可完成18台常规压裂车组的大型工厂化压裂作业。而在重量长度上,它却比常规的2000hp压裂车更轻更小,更适合狭窄崎岖的中国井场作业。同时,由于涡轮发动机自身的构造特性,“阿波罗”在-40℃低温工况下,仍可实现一键启动,60秒内满载运行。
在经济性方面,阿波罗涡轮压裂车拥有柴油、LNG、CNG、预处理井口等多燃料系统。如按照井口气1元/Nm³的价格计算,使用井口气的阿波罗涡轮压裂车科比常规柴油机压裂车节省82%的作业成本。以一个4万马力组装机功率机组、每年工作1000小时计算,可节省4000多万人民币作业成本。
多年以后,能源史也许会这样写道:世界油气开采涡轮时代的开启,始于一辆名为“阿波罗”的涡轮压裂车。



