2007年，中國最大整裝海相氣田——普光氣田進入產能建設的關鍵階段。與此同時，一個世界級難題也擺在了國人的面前。

普光氣田可動用區域雖然是儲量豐度高、物性較好的儲層，但地層堅硬致密，具有“三高一深”特點，酸壓施工難度大，技術要求高。當時，油田擁有的1000型、1400型和2000型常規壓裂機組，無法滿足川東北市場大酸量、大排量、高泵壓的施工需要。面對市場需求和國內空白，江漢油田第四機械廠（以下簡稱江漢四機）再次迎接挑戰，開始了更大型壓裂裝備的國產化、研制之路。

面對空白，敢“第一個吃螃蟹”

我國壓裂裝備發展是從零起步。2006年，拖掛式2500hp壓裂機組作為大型壓裂施工作業的主力機型，在國外已經得到廣泛地推廣和應用，當時我國還沒有此類產品。而車裝式2500hp壓裂機組在全世界都還是一個空白。

針對施工區塊的特點，江漢四機成立了2500hp壓裂機組國產化研發課題組，確定要開發適應我國特殊道路狀況，滿足油田施工工藝要求，具有國際領先水平的車裝2500hp壓裂機組——壓裂車的裝機功率達到3000hp、壓裂泵輸出功率達到2500hp；配套混砂車、壓裂儀器車和壓裂管匯等；機組最高工作壓力達到140MPa，并實現整套機組的自動控制。

作為國家“十一五”重點工程，2500型壓裂機組的研制主要包括2500壓裂車、混砂車、管匯車和儀器車的研究開發。中石化集團對此極為重視，提出要通過研制2500型壓裂機組，突破大型成套壓裂裝備的研發，構建壓裂作業現場數據分析平臺，形成具有自主知識產權的大功率數控成套壓裂裝備技術，提高國產設備競爭力，滿足油田需要。

2007年，成功中標“川氣東送”工程2套2500型壓裂機組后，江漢四機身兼重任。據江漢四機吳漢川總工程師介紹，當時，研制開發過程中主要面臨四大挑戰：“一是壓裂泵輸出功率要達到2500hp，并且重量和體積要滿足車載安裝要求。二是承載底盤的可靠性保證與壓裂泵車整機重量控制和安全性保障。三是140MPa高壓流體環形管匯的研制。四是輸砂混配的連續性、均勻性和自動控制技術。”

面對壓裂泵功率升級難題，技術研發小組經過大量研究，包括在泵頭體材料及性能研究等一系列研究的基礎上，運用三維仿真技術、數字一體化制造技術，創新研制出適合車載安裝的2800hp、輸出功率2500hp的五缸柱塞泵。功率增大，車配要求相應提高。通過對底盤承載能力、通過性以及集成技術研究，世界首創的車載式2500型壓裂泵車在江漢四機誕生。該車整機結構緊湊，作業性能、行駛性能好，兩套安全系統保障了使用更方便、可靠性和安全性更高。同時，江漢四機還研制出140MPa旋塞閥、活動彎頭等高壓流體元件，滿足了成套壓裂機組的配套要求，管匯的傳輸效率和使用壽命也得到提高。另外，結合國內外混砂工藝現狀及其發展，這家企業大量研究后形成了液、氣、電系統的自動控制方案，其在提高輸砂混配的連續性、均勻性和自動控制方面，均表現出色。

功夫不負有心人，大型壓裂裝備的國內空白從此被突破，而“江漢四機人”做到了。”

攻關不止，昂首挑戰新目標

2500型壓裂泵車多項技術指標達到國際先進水平，已成為深層致密氣藏勘探開發的必備利器。吳漢川介紹說，目前2500型壓裂機組已完成施工作業2000井層以上，最高工作壓力達到125兆帕，單機輸出水功率2500馬力，機組連續無故障工作時間超過4小時。

“該型壓裂機組在我國西部四川盆地、青藏高原、新疆等重、難點井的壓裂作業中發揮了關鍵作用。不僅解決了超高壓深井壓裂施工作業設備瓶頸，而且打破了國外壟斷，降低進口同類產品設備成本40%。”

大型壓裂裝備的國產化初戰告捷，但作為研發型企業，江漢四機沒有就此停步。

為很快適應我國頁巖氣開發以及超大型壓裂施工作業要求，自2010年起，這家企業又進入3000型壓裂泵組的各項攻關。包括提供一整套包括壓裂泵裝置、混砂裝置和儀表控制裝置等壓裂主力裝置，及其大型壓裂施工作業主要輔助配套裝置，目標再次定為達到國內領先、國際先進水平。

此次技術攻關，在裝備方面不僅包括研制超大功率主力壓裂裝備，還包括像液氮泵裝置和連續輸砂裝置等輔助配套裝置，提供一整套大型壓裂施工作業裝備解決方案，解決壓裂施工作業設備瓶頸；在技術方面對壓裂泵技術、輸砂混配技術、自動控制技術和液氮泵技術等壓裂核心技術的基礎理論進一步深入研究；其它方面還包括試驗檢測技術和裝置以及培訓中心的建立等。

作為國家“十二五”重大專項的子課題，“3000型成套壓裂裝備研制及應用示范工程”項目——目前壓裂泵等基礎理論研究已經完成了中期評審，大部分將于2012年年底結題驗收；項目所包含產品的設計方案已經通過了專家組的評審，其中壓裂泵裝置、混砂裝置等即將投入樣機試制。該課題的完成將整體提升國產壓裂裝備技術水平。

走在最前，求索中國自主創造

江漢四機的壓裂裝備從零起步。從國內首套800型、1000型，到1800型、2000型壓裂機組，中國歷經10年攻關，走完了國外先行者50年的壓裂之路。

作為首套車載式2500型壓裂機組的主設計師，以及“3000型壓裂裝備及應用”項目負責人，吳漢川被媒體譽為“走在壓裂之路最前面的人”。他感觸至深地說：“30多年從業經歷使我認識到，中國的壓裂裝備要走在世界前列，必須擁有自主知識產權，掌握核心關鍵技術。”他認為，“努力縮小與國外差距達到相對的平衡，而平衡不是最終目標，只有不斷的創新才能改變落后局面。”

吳漢川指出，隨著頁巖氣勘探開發的興起和壓裂施工工藝的發展，壓裂裝備正朝著多元化發展，連續油管設備和液氮泵裝置將得到更加廣泛的應用，對壓裂裝備的計量檢測和控制精度都提出了更高的要求；此外，壓裂裝備也將朝著更具經濟性和環保性的方向發展，包括適應多井眼拉鏈式壓裂施工、占地面積更小的設備，以及用于與壓裂配套的安全環保裝置等。

壓裂作業在發展，創新研發無止境。隨著我國非常規油氣資源勘探開發進程加快，今后，壓裂作業規模及作業量必將呈現增長態勢，吳漢川表示，江漢四機將繼續注重理論、基礎研究，突出與現場工藝緊密結合，不斷地研制市場需要的高端壓裂新品，為國內外用戶提供精良裝備和超值服務。