说起石油天然气开采，很多人都会联想到一群勇敢者“天不怕、地不怕”，拼尽全力同艰苦的自然环境斗争的画面。不过在当今，一些高端科技的出现，正重塑着油气工业的面貌。

就在近日，展现中国先进制造工业的纪录片《智造中国》，在央视2套上映热播。这部纪录片展现了来自汽车、造船、航空、机器人等领域的诸多前沿制造技术和企业，而一个来自油气领域的企业，也凭借其在研发、生产、终端的智能化应用位列其中。

那被央视纪录片“点名”的油气企业是谁？它又拥有什么智能体现呢？

01  和地球“较劲”的人

故事还要从四川威远县说起。

这里是中国页岩气工业的摇篮，也是国内页岩气储量最多的地区之一。此刻，在威远的一处新井场中，人们正谋划着钻一批新井，以进一步提高威远地区的页岩气产量。

页岩气是中国最具开发潜力的能源之一。根据研究测算，中国页岩气的可采储量近36万亿立方米，位居世界第一。按照国内现有的天然气消费水平，这些页岩气可供我们消费近100年。

不过面对这些丰富的页岩气资源，开采作业人员的心情却并不轻松。

和普通天然气不一样的是，页岩气的储层岩石极其致密，气体在其中难以流动。要想将其采出，就必须要用高压水将岩石压出裂缝，以便页岩气流出。

而威远所在的四川盆地地区，页岩气主力储层的埋深可达到3、4千米以上，是北美地区的2——3倍。而埋深大，就意味着地层压力更大，压裂作业开展的难度更大。

按照开采需要，威远页岩气新井的深度将达到5000米。这么深的井，预计大概需要100兆帕的压力，才能突破地层中“洪荒之力”，破碎页岩岩石。

另外，大井深意味着水力压裂施工的用液量更大、连续作业时间更长。这是什么意思呢？简单来说，就是你不仅需要能输出超高压力，还要能长时间保持高能输出。

要实现高压力、连续长时间的水力压裂作业，关键在于能否有性能足够强大的压裂装备。压裂装备也就是产生高压水，为压裂作业提供动力的装备。

但由于威远的深层页岩气的埋深太深，纵观全球，都很难找到可满足该井压裂作业需求的装备。

就在威远页岩气开采面临压裂难题的时候，来自烟台杰瑞股份的工程师来到了威远井场调研。

在了解到此番压裂作业的需求和挑战之后，工程师们决定为其量身定制一套新的压裂设备，和地层中的“洪荒之力”硬刚。

02  定制一颗心脏

杰瑞的工程师们回到了山东烟台的研发中心，计划为威远页岩气田量身打造一款5000型电驱压裂装备。

5000型的意思是，这款压裂装备的输出功率可达到5000马力，约是传统的压裂装备的两倍。新装备将具有更强的动力，可满足深层页岩气压裂高压、大排量的作业需求。

在表面上看起来，5000型电驱压裂装备似乎只是简单的功率提高。但要知道，这种高压设备本就已经在挑战工业技术的极限了，想要再提高一点点性能，就好比100米跑的运动员想将成绩再提高1秒一样，难度如登天。

果不其然，仅在设计的模拟测试阶段，杰瑞的工程师就遇到了难题。模拟测试结果显示，压裂设备的心脏——压裂泵，在持续的高压下，壳体发生了变形。

怎么才能突破极限，让运动员以百米冲刺的速度跑马拉松呢？

答案是，必须来一次颠覆。

杰瑞的工程师们通过初步的分析得出结论：传统的压裂泵之所以承受不住持续高压，一个很大原因在于传统压裂泵采用分体式设计。

也就是说，这颗心脏是几个模块拼接起来的，不同模块之间通过螺栓连接。考虑到螺栓连接强度很难提升，就难以制造出承压能力更强的泵。

为此，杰瑞工程师提出了一体式的设计理念，以取代传统的分体式设计。没有了连接螺栓的限制，压裂泵就可实现更高的耐压能力。

虽然这个想法听起来挺好，但做过油气装备研制的工程师都知道，杰瑞工程师们接下来面临的困难不是一般大。

油气装备的设计环环相扣，牵一发而动全身。就拿这款压裂泵来说，里面包含了近138个零部件，如果要重新设计，每一个零部件几乎都要推倒重来。其工作量，就相当于把已经筑好的大厦推倒，再重筑一遍。

重新设计不仅工作量巨大，而且很难保证在这个过程中不会出现bug。表面上这是一次全新的设计，实际上工程师们可能要反复设计多次，试错多次，才能成功。

还有，即便设计成功，如何进行制造也将成为难题。制造一款全新的油气装备，往往需要建立全新的生产标准、生产流程，工作人员也需要摸索新的经验。制造完毕后，后续对样机的测试，调整，也是一个复杂不定的过程。

总之一套流程下来，新产品从设计到投用，需要漫长的时间。

那勇敢抗下重任的杰瑞工程师们，还来得及把压裂装备交付到威远井场吗？

03  令人羡慕的油气智造

如果按照传统的装备研发和制造流程，杰瑞的工程师们不管多么努力，恐怕都很难按时完成这个艰巨的任务。

不过在当今，智能化科技的介入，却让情况变得有所不同。

杰瑞股份是我国最大的油气装备制造企业之一。近年来，它除了对传统油气技术进行持续研发创新外，还深度探索了智能化技术和油气技术的融合。

从油气装备的研发设计，到生产制造，再到现场应用，每个环节都有了智能化科技的加持。智能化科技为油气装备研发生产带来的大幅效率提升，也是杰瑞工程师们敢于接下重任的底气。

对于全新压裂泵的设计，杰瑞工程师就借助了智能化的设计系统。

根据全新压裂泵的配置需要，工程师先将参数指标输入了设计系统。接下来，系统经过运算，自动从模型库中抓取了复合要求的零部件模块。仅一天时间，就完成了压裂泵三维模型的精准设计。

更重要的是，模型设计完毕后，智能系统还能对设备运行进行模拟仿真，进行静强度分析、疲劳强度分析、动力学分析、流体分析等。如果有bug,智能系统就能提前发现，大大降低了在后续的装备制造环节出现异常的风险。

新设计的压裂装备，个头比以往的装备大了不少。其壳体尺寸由0.8米增加到了1.6米，重量由1.6吨提升到了3吨，因此制造难度也增加了不少。

大个头意味着焊接环节更具挑战。压裂泵要承受压裂作业中上亿次的高压循环载荷，焊接过程稍有差池，就可能为这颗“心脏”埋下隐患。轻则无法长时间耐高压工作，重则可能在井场引发事故。

如果是在过去，这款装备的焊接，需要由技术极其高超的焊工操作。即便如此，焊工也得全神贯注，小心翼翼，并且也不排除出现问题。

但在如今，杰瑞的工程师们已不再为焊接作业而担忧。因为在杰瑞的生产车间里，已经有了“手艺”更好的智能焊接机器人。

针对全新压裂泵的焊接，工程师为机器人编写了一套焊接程序。318条焊缝自动追踪，360°全方位切换，精准定位，每条焊缝的误差不超过1毫米……最终，智能机器人出色地完成了焊接任务。

实际上，不止有焊接机器人，杰瑞的生产车间内还拥有凡尔体自动化生产线、旋塞阀装配产线、静电喷涂生产线等自动化生产系统及设备。各种智能化生产设备，形成了全面的智能化生产系统。

智能化生产系统不仅提高了产品质量，也大幅提高了生产速度。例如压裂泵的重要配件凡尔体，自动化生产线可24小时不间断生产，每小时加工21件左右产品，生产周期比过去缩短了28%。

两个月后，全新定制的电驱压裂装备顺利出厂上线，奔赴到了威远页岩气井场一线。

一声令下，压裂设备迅速启动，通过几千米的钻井管道，将压裂液打入了地层。在强大的压力之下，页岩储层中撑开了无数根犹如毛细血管一样的裂缝。

然而，就在压裂作业进行的关键时刻，又发生了一点小插曲。

系统显示压力出现了异常波动。在过去，这是个非常棘手的问题，因为在压裂过程中，现场设备众多、管线众多，几千米深的井下什么情况也看不到。即便是最有经验的工程师，也很难快速判断压力波动的原因。

不过在如今，杰瑞的工程师队伍中有了一位“智能专家”，在它的协助下故障排查变得容易了很多。

异常发生后，智能压力作业系统迅速调取了现场实时作业数据、设备运行信息，以及作业区的现场工艺。随后，这些数据传到了“杰瑞服务云平台”。

这个平台中集合了上万条数字化的专家经验，相当于一个脑袋顶上了十个诸葛亮。果不其然，通过人工智能运算，它在1分钟内就迅速给出诊断结果。

原来，是因为地层渗透率过大，导致了裂缝端脱砂，引起压力异常上升。弄清楚了原因，操作人员随后降低排量，很快解决了问题。

讲到这里不得不说，这样的智能化油气技术，着实让人羡慕。也难怪杰瑞的工程师们，会被“央视”纪录片点名。

04  低调的开拓者

2011年，中国的第一口页岩气井在威远诞生，拉开了中国页岩气开发的序幕。不过由于地质情况复杂，技术能力不足等原因，很多人在当时并不看好页岩气的发展。

但时至2022年，中国的页岩气产量已达到240亿立方米，差不多是1亿个家庭1年的用气量。中国也成为了全球页岩气开采最领先的国家之一。这一成果，无疑超乎很多人的预期。

超乎预期的成果背后，是超乎预期的科技发展。

在过去，人们可能很难想象，油气的开采技术居然能和智能化技术相结合。装备的研发制造能由机器自动完成，现场作业只需一键操作，出现故障了还能自动诊断……

这不仅大大减小了油气开采的成本，也让作业变得更加低碳和安全。曾经深不可采的深层页岩气，逐渐成为了我们够得着的能源。

（杰瑞自主研制的井场数字化集控指挥中心，可通过虚拟仿真、数字建模等技术的深度融合，实现压裂全流程实景模拟）

而超乎预期的科技背后，更有一群低调又执着的开拓者。

其实，说起水力压裂之类的油气技术，可能还有很多人没听过。在几千米深的页岩气井中，压裂作业要面临怎样极限的挑战，更鲜为人知。

不过，正是在这些鲜为人知的地方，总有人像杰瑞的工程师们那般，专注去解决挑战，发展新科技，创造奇迹。他们用十年磨一剑的韧劲，让能源行业看到了更多的可能。

这些低调的开拓者，值得被看见。