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斯倫貝謝公司 2017 年推出一種三套件水力壓裂裝備。這套新裝備已在北美非傳統(tǒng)資源開發(fā)領域發(fā)揮著作用。世界最大的油服公司這樣說道，增長強勁的水平井作業(yè)要求未來的壓裂設備需要與傳感器技術和實時數(shù)據(jù)流功能相結合。
 
裝備創(chuàng)新
 
這種水力壓裂設備被稱作“自動激勵傳送系統(tǒng)”，主要由三部分組成，一是用來處理沙子或支撐劑的垂直筒倉，二是用來混合和水合沙子或支撐劑的加工拖車，三是一套用來將帶壓的壓裂液導入井口的輸 送 管 匯； 每 部 分 原 型 設 備 在 進入商業(yè)化服務前都在油田使用了一年，在那段時間，幫助向水平井注入 了 近 10 億 磅（ 約 45.36 萬 噸）的沙子。
 
投送管閥上的黃色驅動器是該裝置自動化能力唯一的外露標志，無需人工干預執(zhí)行閥門打開或關閉，這樣也會避免或消除高壓風險，可以節(jié)省時間。這一新產(chǎn)品生產(chǎn)線將成為斯倫貝謝公司與威德福公司合資企業(yè)的一部分，兩家公司共同組成他們的聯(lián)合壓裂車隊。該產(chǎn)品大范圍采用了自動化技術，有助于一些先進設備的現(xiàn)場應用，這意味著石油和天然氣生產(chǎn)商利用他們先進的設備和自動化技術來減少施工人員和作業(yè)時間，將更多的時間用于鉆井和完井作業(yè)。根據(jù)斯倫貝謝公司的估算，輸送管匯的自動化功能可以使每個壓裂時段的作業(yè)時間縮短達 15 分鐘，這聽起來好像沒有節(jié)省多少時間，但當今的水平井平均每口有超過 20 多個壓裂時段，這些分鐘數(shù)加起來每月可高達兩天。
 
斯倫貝謝油井服務部設備投資經(jīng) 理 Terence Goettsch 解 釋 說，這些收益體現(xiàn)了該公司 4 年前開展的一項嘗試，旨在查明公司在油田作業(yè)中效率低下的原因；他說道：這項工作包括檢查“現(xiàn)場每一分鐘或每一秒花費的時間，弄清楚為什么我們沒能在任何時間點上做的更 富 有 成 效。 我 們 發(fā) 現(xiàn)，2012 和2013 年我們開始意識到絕大多數(shù)的問題都與設備有關”。Goettsch 先生說，主要問題出在混合和水合裝置，該裝置是用來配制壓裂用化學藥劑的，所出的問題耽擱了大量時間，導致施工延遲；為了縮短延遲的時間，公司還注意到一個問題，那就是沙子和后勤物流管理還存有改進的空間。
 
以增加可靠性名義做出的一項改變是，相比依靠液壓控制或柴油電機驅動的老式裝置，改進后的混合和水合裝置是全電動的，這一舉措加上廣泛使用的傳感器技術和分析軟件，展現(xiàn)出斯倫貝謝公司是如何熱衷于提高其資本密集型設備資產(chǎn)壽命的。斯倫貝謝連續(xù)油管與驅油服務部副總裁 Oscar Javier Rodriguez說：“在過去，壓裂設備的施工策略是依靠統(tǒng)計數(shù)據(jù)來維持其運行計劃的，或者是簡單地使用設備直到其損壞為止”?，F(xiàn)在，隨著大量的大型設備監(jiān)測技術的普及應用，隨時可提供給服務公司，采用實時性能分析與預防維護戰(zhàn)略，這將變得更容易，更符合成本效益。
 
設備合二為一
 
為了改進混合和水合裝置，斯倫貝謝公司將其重新設計為一個裝 置，取代了過去需要兩人的工作，現(xiàn)在僅需要一人就能操作的設備，這名操作人員在控制軟件的協(xié)助下能夠操控整個流程，確保適量的壓裂液泵入井下，裝置內(nèi)置的傳感器報出性能數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)反饋到斯倫貝謝新的 24 小時設備監(jiān)控中心。如 果 一 個 關 鍵 部 件 顯 示 出 疲勞跡象，可能預示著出現(xiàn)了比正常溫 度 更 高 的 情 形， 分 析 軟 件 會 向監(jiān) 控 中 心 的 維 護 專 家 報 警 提 示，Goettsch 先生說：“此時，我們可以提前計劃，這可能意味著我們可能需要送另一套裝置前往現(xiàn)場，或者讓我們的機械和電氣師到現(xiàn)場去看看實際出現(xiàn)了什么問題，也許可能出現(xiàn)了一個閥門沒有正確關閉之類的簡單問題”。但斯倫貝謝的安全條例規(guī)定，禁止因某人糊涂或不清楚打開了不該打開的閥門這類失誤事件的發(fā)生，如果發(fā)生了此類情況，則意味著核查問題前整個泵入作業(yè)必須停下 來。
 
Goettsch 先 生 說：“ 我 們必須將所有人員驅離至這片作業(yè)區(qū)域之外，但與此同時，我們也不想終止作業(yè)”。為了做到這些，閥門上安裝了啟動裝置，以便工作人員能從一個安全控制室遠程打開或關閉某個閥門。分析軟件還能通過自動配對，消除哪個閥門連接著哪條管線的疑慮，因為它們是連接著的，而且由于不需要人工調(diào)整閥門，壓力泵入裝置可以更快的啟動，為一次壓裂時段做好準備。用常規(guī)設備完成這項工作只需要幾分鐘，但由于當今的水平井平均有 28 個壓裂時段，所以時間加起來比 2008 年以 來 增 加 了 220% 的 時 間。
 
2008年是許多現(xiàn)代壓裂技術構思與設計的時期。Rodriguez 先生強調(diào)，這種特殊的效率回饋給作業(yè)者有意義的時間。他說：“當你在每一個壓裂時段剪掉 10~15 分鐘的時間，你每月就能為你的壓裂車隊節(jié)省 2 天的時間，這會讓你執(zhí)行更多的壓裂作業(yè)”。
 
庫存管理
 
由 4 個分離筒倉組成的筒倉裝置大約有 60ft（18.3m）高，最大容 量 為 100 萬 磅（453.6 噸）， 大約是 20 卡車沙子的容量，自動系統(tǒng)將沙子上推進入筒倉，傳感器進行重量測量，操作人員知道沙子的去向，到底購買了多少沙子，實際送來的沙子是多少等出入庫管理數(shù)據(jù)。還要對卸載前和卸載后的卡車進行稱重， 這是一項新添加的庫存管控。
 
Rodriguez 先生說，沙子有時會濕著被送到某個地方，這使得沙子很難被全部卸下，卡車帶著未卸完的濕沙子駛離現(xiàn)場，卡車槽內(nèi)有時剩有多達 30% 的沙子。其他一些服務公司使用筒倉裝置已有多年，人們知道，筒倉系統(tǒng)有一些好處，包括緩解場地擁塞，減少二氧化硅粉塵暴露接觸到作業(yè)員工，傳統(tǒng)的替代方法是使用氣動壓縮空氣裝置將沙子從卡車槽中吹出，該裝置被稱作“沙頭”，通過一根軟管將沙子吹入存儲容器。
 
這一過程不僅容易產(chǎn)生二氧化硅粉塵，還需要 30 分鐘到 1 小時時間完成一輛卡車的卸貨作業(yè)。“沙頭”還有另一個缺點，需要幾名工人參與作業(yè)，有些人只能等在一旁，等待沙子完成傳送。相比之下，斯倫貝謝的筒倉系統(tǒng)只需要一名員工進行現(xiàn)場操作，以每分鐘 5,000 磅（2.27 噸） 的 速 度 作業(yè)，卡車就可將一整車沙子卸入筒倉，然后迅速離開井場，如果是兩側裝卸，卸沙速度可提高至每分鐘10,000 磅（4.54 噸）。