摘要：社会经济高速发展和科技快速进步下，人们利用能源的技术水平飞速增长，使得对能源的需求与日俱增。油气是人们日常生活与经济生产中的重要能源来源之一，市场需求量的不断增大推动了海洋油气勘探开发技术的进步，海上油气田工程数量开始不断增长。压裂作业船是海上油气田工程中进行油气层开采作业的重要船舶工具，其有着较高的安全性和高效性，且在稳定性与操控性能方面有着很高的应用优势，在海上油气田工程中有着非常重要的作用。本篇文章主要针对海上油气田工程压裂作业船及装备配置技术做出简要的论述，首先介绍海上油气田工程压裂作业船各系统运行原理，再阐述压裂作业船应用优势，最后谈一谈压裂作业船的装备配置技术。 关键词：海上油气田；压裂作业船；装备配置；相关技术
当前海上油气田增产作业所采用的方式主要包括作业装备安装在生产平台和集中配置在船舶上，其中集中安装配置的船舶即为压裂作业船。这种船舶的设计的功能目标就是专门进行压裂和酸化处理，所以，依据海上油气田开采作业相关技术要求，压裂作业船舶都有着很强的混合能力和储存能力以及泵注水平，在现场质量控制方面也有着一定的优势，且可
以提供包括压裂、防砂与酸化在内的一系列储层改造增产作业功能，一些技术顶尖且配备先进设备的压裂作业船都可以依据动力定位系统定位并时刻保持与生产平台之间的安全距离，以确保海洋油气作业的顺利进行。然而由于海上作业与陆地作业不同的是容易受到海面气候条件和海底不同环境影响，所以，将压裂作业装备集成在海洋工程船舶上是有效解决海上大型压裂作业局限性影响的途径之一，我国目前海上油气田开发与生产以及维护的主要手段是分别在生产平台与辅助船舶上进行作业，但如此就会提高作业的危险性，作业效率和生产安全整体较低，伴随着压裂作业技术水平的提升，对压裂作业船装配配置技术的要求也越来越高，这必然会成为当前研究的重点课题。
1.
压裂作业船整体技术优势
1.
压裂作业船具有较高的性能优势。
为确保海洋油气田工程开采作业的顺利进行，对生产平台与压裂作业船性能方面有着很高
的要求，如此才能够满足海上油气田工程开采作业与施工作业的实际标准和具体运行规则，而压裂作业船有着明显的高效性优势，其能够在同一时间内同步进行数个产层的作业处理，而且通常需要近一个月的开采工足量在压裂作业船的应用下可以在几个小时内完成，整个效能优势十分明显，可以大范围缩减作业成本和时间成本。
1.
压裂作业船操控性能极佳。
由于压裂作业船整体技术水平和性能运行的稳定，借助现代先进的设备仪器和操作系统，能够为海洋油气田工程作业提供更强的技术支持，特别是压裂作业船配备了先进的航行系统，在航行方面有着很强的操控性，可在多种不同海洋环境下进行开采作业，而且船舶的动力定位系统所采用的推力器可以让其具备抵抗较大风浪和洋流带来的影响，适应不同作用在船体上的环境力，如测量系统、自动化控制系统和推进系统，使得压裂作业船在恶劣的海洋气候条件下也能够具有较强的可操控性。
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海洋油气田工程压裂作业船装备配置技术分析
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压裂作业船主电站、推进器与动力定位系统
压裂作业船除需要配备其本身应对海事方面的装备与设施之外其最重要的是要配备油气田压裂作业装备，包括动力定位系统、压裂作业设备等等，这些设备的运行对电力能源需求较大，这就需要配备足够大的电站，且动力定位系统也需要推进器与控制系统，压裂作业需要利用高压泵与支撑剂、干湿药剂添加剂等相关系统装备[1]。
以我国某海洋油气田工程压裂作业船为例，其主电站配备了4台柴油发电机组，总功率可达金8000kW，电站经过船级社认证，其直流电系统所用泵设备与推进器采用了SCR系统进行操控。船舶本身配备了2套全回转推进器，主推进器选择2台方位角推进器、定螺距全回转螺旋桨，其单个可供应250N的推力，最大功率可达2×1800kW，同时还配有2套隧道式侧向推进器船艏推进器，为定螺距螺旋桨，可提供90N的推力。动力系统按照船级社DP-2级别设计，主要由动力与推进器系统、测量系统与自动化控制系统组成，动力与推进器主
要承担船舶电力与机动性功能，而动力系统则是由主发电机与电站管理装置构成，推进器为船舶提供抵御外力和提高机动性的动力。动力定位系统使得船舶有着极为优越的可操纵性，甚至可原地掉头。
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压裂作业船材料储存与混合调配系统
压裂作业船所使用的材料和储存系统是船舶进行开采作业的重要装备，其体积较大，需要进行整体布局的合理设计，其也是保证压裂作业技术和作业工艺操作的重要支撑，主要系统包括支撑剂、液体添加剂、海水过滤装备、胶体连续混合、混合调配、质量控制与原酸储存。
以支撑剂储存来讲，总量500-900m³的支撑剂储存需装配在6-9个固定安装的重力式储存罐中，且为确保能够将支撑剂精确的输送到混合器设备中，还要配备自变速容积式输送器。添加剂到混合器的支撑剂需经过精确计算，以保证可应对补偿处理量变化，确保作业工况要求浓度达标[2]。
液体添加剂则是由10台6-8m³不锈钢液体储存罐分别引入至独立计算机控制的容积泵当中，可按照液体添加剂比例自动进行比例变化的补偿。
海水过滤器主要用于作业用途所需海水的过滤，其可达到9.5m³/min的运行量，还可以自动进行过滤芯效能的检测。
胶体连续混合装备所配备的是当前最为先进的精密连续调配系统，其可最大程度上提高压裂作业的效率，可保证连续混合处理胶液，最大处理量可达35000m³，且不会造成材料与能源的浪费，对环境影响较低，而且配备了精确连续混合器进行批次混合，以保证运行量与运行时间的合理配置。
调配系统，压裂作业船的调配系统中，其调配过程主要中心特征为5m³的不锈钢搅拌罐，并配备了搅拌叶片和喷射器装备，支撑剂可达12m³/min的混合量，可从6个独立=传送系统进行任意组合供给，可最大程度上依据具体设计标准要求进行不同类型与等级支撑剂的调配[3]。
质量控制装置，压裂作业船质量控制装置主要为质量控制实验室，其可确保独立压裂液、
基础液与后置处理液的标准调配，且可按照具体标准严格执行，其能够应对来自遍及多种危险混合区域取样点的样品与液体的化学、物理、流变学检测评估，且针对压裂作业中各个阶段的多种样品可保留到作业完成后再进行进一步的检测与分析评估。
原酸存储，原酸存储主要是采用6个100-130m³的罐体，可保证28%浓度的氯化氢900m³或15%浓度的氯化氢1800m³的在线混合，并实现9.5m³/min排量为高压泵提供供给。
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油田专用设备压裂作业船压裂作业装备与操作系统
压裂作业船主要的作业装备为高压泵组，这也是压裂作业船的特之一，其需配置9台高压压裂泵，输出液马力总体可达9000kW。其驱动形式主要包括两种方式，其一是6台电驱动，其二是3台柴油机驱动，泵压力在达到10000psi时，其液体排量可达9.23m³/min，在4800psi时也可达到11.2m³/min，而在实际作业器件会设置一台备用泵[4]。
低压输送被配置为离心泵，可输送已经调配完成的液体，在科学的实际与优良的设备性能支持下，可保证对各种液体的加工调配中有着较强的冗余度。
液氮储存与氮气泵的装备系统配置包括4个低温罐，可储存总量为6×104-8×104m³的液态氮，其主要是由3台直流电机驱动的低温容积式泵来进行加压，泵功率为560kW，排量在10000psi时可达1050m³/min[5]。
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压裂作业船压裂控制中心配置技术
对于压裂作业船压裂作业过程的控制和全程监控主要集中在作业船高处，可进行270°的监测，其可将所有作业操作与监视压裂作业的控制、仪器设备与计算机集中在控制中心内。压裂作业控制中心主要由主控室、计算机房与仪器仪表、设备接入室构成。操作控制台可实现对所有压力泵、输送器与阀门的远程遥控，整个压裂作业过程可运用先进的单回路PLC控制器与显示台进行控制，另外还包括压力表、流量计、管内液位仪与密度计等反馈仪器，均为数字化显示。控制中心所配置的装备与相应操控技术可以对压裂作业过程操作基本参数进行实时显示，包括混合器与容器罐的充满率，可检测各种添加剂、液体的流量、液体半分比、流体黏度、压力泵出口压力、压力安全阀压力释放值、压裂液在系统内的临界点和压力排量、支撑剂、高压泵、混合器与液氮累计量。主控室装配有可备份的数
据记录系统，其可以实现主数据记录系统执行状态的监控，如检测到与主装置不一致则自动进行运行任务切换接管，及时进行数据参数的实时记录且切换间隔不到1s，同时馈送至压裂专用计算机辅助处理系统[6]。
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