阿波羅渦輪壓裂車與其他杰瑞壓裂車組在浙江油田頁巖氣示范區作業現場

近日，由中央電視臺打造的八集大型紀錄片《大國重器》（第二季）在央視重磅熱播，帶來大氣磅礴的“國之重器”英雄譜。其中，由杰瑞集團自主研發的“阿波羅”渦輪壓裂車，作為能源領域的油氣裝備創新成果為人們所熟知。

杰瑞制造的世界首臺4500型阿波羅渦輪壓裂車

振奮人心：“中國制造”破解世界性難題

頁巖氣是一種蘊藏在頁巖層中的非常規天然氣，此前，美國的“頁巖氣革命”對國際天然氣市場及世界能源格局產生了重大影響。然而，中國的頁巖地質構造極其復雜，頁巖氣開采地區地表操作環境也相對狹小，開采難度遠超過美國。

據悉，美國頁巖氣礦藏平均井深大都在1000米左右，而中國，至少都超過3000米。有專家形容，我國南方頁巖氣藏猶如被摔碎的“瓷盤”，深埋在大山中。一些國際油服“巨頭”面對中國埋藏深度更大、氣藏結構更復雜、保存條件更差的頁巖氣藏，因理論和技術出現嚴重的“不適應癥”，最后只能退出。

惟其艱難，方顯勇毅。在頁巖氣壓裂裝備貢獻上，當前中國一半以上壓裂裝備都是由杰瑞集團提供。而根據測算，要想進行頁巖氣壓裂施工，需要每分鐘往3000米地下泵送液體約14—18方，需要的泵送壓力約80—90兆帕，折合總的儲備水功率約5萬水馬力。要完成這么大馬力的任務，至少需要約22臺常規2500型壓裂車。為了突破更大功率的重器，杰瑞自主研發了世界首臺4500型阿波羅渦輪壓裂車，重新定義壓裂裝備。這輛壓裂車搭載了5600馬力渦輪發動機和全球最大功率的5000馬力超級車載壓裂泵，還搭配杰瑞工程師為它特制的超高速行星減速箱，單機功率密度大幅提升，將清潔能源頁巖氣開采效率整整提高一倍。“阿波羅”的橫空出世，將中國頁巖氣開發帶入渦輪壓裂時代，使我國超越美國和俄羅斯，成為現存渦輪壓裂車單機功率最大的國家。

技術創新：多個跨領域首次應用鑄就“大國重器”

阿波羅渦輪壓裂車是一個跨領域應用的突破，它將可以用在飛機上的渦輪發動機、可以在游艇上使用的高速行星減速箱、當前油田領域水馬力最大的車載柱塞泵，完美地結合在一起，做到了“小身材，大功率”，而這每一個關鍵部件，都代表了所在領域的最高水平。“阿波羅一號”重37噸、10米長的車身，比目前使用的常規壓裂車輕、短，只有普通四軸貨車的大小，但是他的輸出水功率是常規2000型壓裂車的2倍多。

杰瑞裝配車間工人正在組裝壓裂車

高速行星減速箱是阿波羅渦輪壓裂車的核心部件。要將渦輪發動機這匹“野馬”降服，必須依賴特制的高速減速箱。它將渦輪發動機每分鐘16000轉的轉速，降到十二分之一（即1300轉左右），減速箱降低轉速的同時，扭矩也自然提升了12倍，這樣就可以使渦輪發動機的高速能量轉化成柱塞泵的做功動力。齒輪，減速箱的核心部件。這種超高速行星齒輪，最早被用在飛機發動機上，它是調整飛機發動機轉速的關鍵部件。位于齒輪中心的太陽輪，連接著三個行星輪。它們就像太陽系的行星，既有自轉、又有公轉。和普通齒輪有固定的轉動軸線完全不同。超高速行星齒輪的最大優點是結構緊湊、體積小、重量輕、傳動平穩、噪聲低。杰瑞的工程師們將這種設計用在壓裂裝備上，這在全球還是第一次。

杰瑞集團副總裁王鋒介紹，如果用傳統的減速箱，壓裂車至少留出一半的空間，但現在，只需要占據壓裂車四分之一的區域即可。“阿波羅”車小、動力大的秘訣之一就在這里。在“阿波羅”身上，實現的技術突破有50余項，每一項背后，拉動的都是一個產業的升級。

馴服了渦輪發動機，還有一個關鍵問題擺在工程師面前，那就是如果沒有相匹配的大功率壓裂柱塞泵，也將無法發揮設備性能。這也是世界上一直未突破大功率壓裂車的主要核心問題。杰瑞石油裝備集團生產二部總監薛守坤告訴記者：“柱塞泵是壓裂作業的心臟，是將壓裂液打入地下的動力系統。而當前，世界上最大的車載柱塞泵只有3500馬力，如果要實現渦輪壓裂車4500馬力功率的輸出，還要再研究出更大功率的柱塞泵。5000馬力的功率對柱塞泵的材料、結構以及制造精度都提出非常高的要求，其加工、潤滑機構的裝配精度、動力端部件的配合精度都是微米級控制。如果達不到，在高壓力下，不僅會使設備失靈使作業失敗，嚴重的還會引起作業事故。”

為了實現渦輪壓裂車4500馬力功率的輸出，在杰瑞集團國產化設備超過90%以上的制造車間里，工程師們完美地造就了目前世界上最大功率的車載柱塞泵，填補了行業中超高馬力柱塞泵自主制造的空白。

杰瑞壓裂車組行駛在四川頁巖氣地區蜿蜒的山路中

產業突破：杰瑞集團已做好準備迎接“能源新時代”

此前，國土資源部地質勘查司司長于海峰透露，目前四川盆地及周緣的海相地層已累計探明頁巖氣地質儲量達到7643億立方米，其中重慶涪陵頁巖氣田累計探明地質儲量6008億立方米，成為北美之外最大的頁巖氣田。

數據顯示，“十二五”期間，我國頁巖氣勘探開發曾取得重大突破，成為北美洲之外第一個實現規模化商業開發的國家。“十三五”期間，我國經濟發展新常態推動能源結構不斷優化調整，天然氣等清潔能源需求持續加大，這些都將為頁巖氣大規模發展提供寶貴戰略機遇。國家能源局公布的《頁巖氣發展規劃（2016-2020年）》指出，在政策支持到位和市場開拓順利的情況下，我國力爭2020年頁巖氣產量實現300億立方米，一個嶄新的能源時代將會到來。

業內人士認為，頁巖氣有條件成為清潔能源增量的“生力軍”，“阿波羅”渦輪壓裂車的技術突破，將進一步助力國家能源戰略實施。隨著我國頁巖氣開發的不斷推進，一大批產業鏈上下游企業茁壯成長，將形成全產業鏈“千帆競發”的可喜局面。杰瑞作為油氣領域全面發展的企業，也將迎來技術優勢快速轉化為產業優勢的契機。