由于美國非常規(guī)油氣特別是頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)裝備的日趨成熟，頁巖氣開采技術(shù)的進步使美國天然氣儲量增加了40%，全球漸興頁巖氣開采熱潮，頁巖氣成為能源新寵。
我國非常規(guī)油氣資源十分豐富，發(fā)展非常規(guī)能源具有重要的戰(zhàn)略意義。
針對頁巖氣特性的工藝模式
頁巖氣頁巖既是源巖也是儲集巖，是一種典型的“自生自儲”的成藏模式，分布廣、儲層厚、物性差、致密、埋藏較淺，且頁巖氣生產(chǎn)周期長、低孔、低滲透率的物性特征，氣流的阻力比常規(guī)天然氣大。
頁巖氣低產(chǎn)或無自然產(chǎn)能，所有的井都需要實施儲層壓裂改造才能開采出來，使得開采難度增大。但因適宜于多次改造，又使其具有開采壽命長和生產(chǎn)周期長的特點，這就意味著可開發(fā)利用的價值大，也決定了它的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
國外對頁巖氣開發(fā)整體方案及特殊技術(shù)的應(yīng)用進行了細致地研究和生產(chǎn)實踐分析后認為，垂直井用于定義氣藏的范圍, 并適合致密厚層;水平井則適合用于開發(fā)井，更易于薄層, 實現(xiàn)最大儲層鉆遇率，并與天然裂縫儲層相交，為后續(xù)壓裂工藝成功提供保證;水平井、定向井、占地少，而叢式井更易于環(huán)保;水平井或多底井雖然可以有效增加井筒與氣層接觸面積，但由于水平分枝長度影響壓裂和產(chǎn)出率，單一水平井更適合頁巖氣的高效開發(fā);油基泥漿或高質(zhì)量水基泥漿以確保井壁穩(wěn)定，而水平段高分辨率井筒成像為完井提供依據(jù)，并確保水平井的儲層最大鉆遇率;對現(xiàn)有井下動力鉆具的系統(tǒng)分析研究試驗后，優(yōu)選單彎螺桿鉆具與渦輪鉆具或旋轉(zhuǎn)導向工具鉆進，確保鉆井過程中的井壁穩(wěn)定，防止頁巖垮塌同時必須保證水平井全井段井眼平滑。為后續(xù)重復壓裂提供平滑的井眼軌道的目的是為下一步多次重復大型高壓大排量水力壓裂提供順暢的通道;研究和建立更好的水平和多邊井模型，取得使水平井進入儲層的水平段長度和鄰井間距的優(yōu)化參數(shù)都是降低成本高效開發(fā)頁巖氣的主要研究內(nèi)容。為了后續(xù)的多次重復分段壓裂，國外大多采用套管完井，所以要根據(jù)最終成本對比，優(yōu)選完井方式(裸眼或套管)。
從上圖可以看出，在非常規(guī)油氣藏開采過程中新技術(shù)及新工藝的創(chuàng)新問題日益突出。而高壓分段壓裂技術(shù)是頁巖氣規(guī)�；瘧�(yīng)用中非常重要的一項關(guān)鍵技術(shù)。
壓裂過程中高壓大口徑閥門是其工藝中的核心裝備，但我國閥門制造行業(yè)在高端技術(shù)上與國際最高水平仍存有差距，很多高壓大口徑的閥門大多依賴井口，因此高壓大口徑閥門的國產(chǎn)化是迫切需要解決的問題。
道森鉆采設(shè)備股份有限公司結(jié)合國內(nèi)外的頁巖氣勘探開發(fā)的市場需求，開發(fā)出了一系列適用于壓裂作業(yè)的高壓大口徑閘閥，已經(jīng)應(yīng)用于國外多個油田的頁巖氣壓裂現(xiàn)場作業(yè)。
高壓大口徑平板閥應(yīng)運而生
道森高壓大口徑平板閘閥已經(jīng)形成了全規(guī)格，多個系列高壓大口徑閘閥，其中DS-FLSR系列閘閥備特點顯著。
耐高壓 根據(jù)壓裂設(shè)備在壓裂過程中壓力較高的特點，在設(shè)計過程中充分考慮其結(jié)構(gòu)的合理性。通過對閥體、閥蓋、閥桿和閘板的應(yīng)力和變形分析，滿足作業(yè)過程中的各種載荷要求。
耐磨損 根據(jù)壓裂設(shè)備在壓裂過程中沖刷較大的特點，道森設(shè)計的大口徑高壓閘閥在主體零部件表面做了耐磨損表面處理，延長了設(shè)備使用壽命。
良好的密封性 道森公司結(jié)合多年的閥門制造經(jīng)驗以及引進國外先進的閥門制造技術(shù)，設(shè)計大口徑高壓閘閥的密封結(jié)構(gòu)。整體采用全金屬密封結(jié)構(gòu)，采用優(yōu)質(zhì)的密封材料進行輔助密封，確保密封件在使用過程中的穩(wěn)定，延長使用壽命。在閘板和閥座密封表面噴涂硬質(zhì)合金，增加其密封性，耐磨性，并有效減低扭矩。閥座的雙密封結(jié)構(gòu)可以有效保證其低壓密封性，并可以防止使用過程中壓裂砂對密封面的污染。
開關(guān)扭矩小 為減小閥門的扭矩，道森公司設(shè)計的高壓大口徑閘閥增加了平衡尾桿結(jié)構(gòu)，以保證閥門工作過程中的壓力平衡，降低了開啟和關(guān)閉過程中的扭矩，并在傳動機構(gòu)中使用了重載荷能力的滾珠絲杠，更加有效的降低了扭矩。
同時，道森還設(shè)計了雙作用液壓驅(qū)動裝置，可以更加有效快速的開啟和關(guān)閉閥門，并附帶手動鎖緊機構(gòu)。
DS-FC結(jié)構(gòu)閘閥是目前市場應(yīng)用較多的結(jié)構(gòu)。道森公司生產(chǎn)的DS-FC系列閘閥為全通徑大口徑高壓鍛鋼閘閥，分為手動式驅(qū)動和雙液動驅(qū)動兩種類型。同樣具有耐高壓、耐沖刷的特點。全金屬密封，浮動式雙閥座結(jié)構(gòu)，采用滾珠絲杠傳動并帶有平衡尾桿。雙液動驅(qū)動閘閥帶有活塞式雙作用液壓驅(qū)動器可以實現(xiàn)遠程控制和快速開啟關(guān)閉閥門，附帶手動機構(gòu)可實現(xiàn)手動鎖緊。
BEQG系列先導式壓力平衡閘閥是目前全球油氣壓裂設(shè)備領(lǐng)域第一臺高壓先導式平衡閘閥。此結(jié)構(gòu)的閥門改變了以前大口徑高壓閥門設(shè)計的傳統(tǒng)理念，結(jié)構(gòu)外形尺寸小，開關(guān)力矩只有同口徑，同壓力常規(guī)閥門力矩的1/4，重量輕30%，成本低。是高壓大口徑閘閥設(shè)計上的一次重大創(chuàng)新。
制造工藝要點
道森公司根據(jù)多年生產(chǎn)制造高壓閥門，結(jié)合API 6A規(guī)范以及壓裂工藝對高壓平板閘閥的質(zhì)量要求，總結(jié)出一套完整的生產(chǎn)制造工藝。
原材料 所有鍛件原材料鋼廠均須具備生產(chǎn)精煉脫氫優(yōu)質(zhì)鋼的設(shè)備和能力，并通過高低倍試驗、化學成分復驗和最終的力學性能檢測進行確認。原材料的化學成分，在符合有關(guān)國際標準的前提下，進行優(yōu)化設(shè)計和嚴格控制，確保材料低溫沖擊性能的穩(wěn)定性，保證韌性，并保證對鍛造過程進行嚴格控制。
熱處理 對零件材料的熱處理過程進行嚴格控制。每種材料和產(chǎn)品均編制熱處理工藝。熱處理爐溫均勻性和熱電偶等定期進行計量校準。
機加工 零件的加工尺寸精度決定了閥門整機裝配后的密封性能。道森公司采用大型數(shù)控鏜銑加工中心對閥體進行精加工，可以大幅度降低閥座和閘板之間的摩擦力以及開關(guān)扭矩。
檢測 根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格級別制訂質(zhì)量計劃。按照API規(guī)范的要求，對檢驗步驟及結(jié)果均記錄在案。由客戶及第三方確定停止點和驗證點。所有的檢測設(shè)備都經(jīng)過嚴格鑒定和校準。所有無損檢測均按照書面程序進行。
道森高壓大口徑平板閥已經(jīng)經(jīng)過了市場的考驗，所提供的整套加砂壓裂井口和高壓平板閥，在大慶油田、勝利油田、遼河油田等得到良好應(yīng)用，并得到好評。在北美地區(qū)頁巖氣開采，道森的高壓平板閥和高壓節(jié)流管匯/濾砂系統(tǒng)等產(chǎn)品，得到廣泛應(yīng)用。
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