轰鸣的柴油机、刺鼻的尾气、电网覆盖不足——这些长期困扰油气固井作业的难题，如今有了新解法。2026年3月，烟台杰瑞石油装备技术有限公司（以下简称“杰瑞石油”）成功研制出全球首台全工况电驱固井装备，标志着“中国智造”正在改变全球油气装备竞争格局。
固井是油气田开发的关键工序，通过向井筒泵注水泥浆保障井筒结构完整性，确保油气井安全稳定生产。传统装备90%以上采用柴油驱动，噪声大、污染重。在全球能源转型与“双碳”目标背景下，绿色化、智能化成为行业刚需。如今，一款真正适应所有作业场景的电驱固井装备在山东诞生。
直击行业痛点，绿色转型成为“必需”
传统柴油固井装备高耗能、高排放，二氧化碳和氮氧化物污染严重，对现场作业人员和周边环境造成较大影响。此外，早期电驱装备因采用复杂液压传动，能效损失大，其驱动效率仅为75%左右，未能充分发挥电驱的高效节能优势。更关键的是，国内外电驱固井装备普遍存在供电模式单一的短板，高度依赖外部电网。而一旦电网出现异常，由于缺少备用电源，不仅会延误工期，还可能影响固井质量，引发井控安全风险。
经过持续攻关，杰瑞石油研发出全球首台全工况电驱固井装备——一款绿色环保且能真正降低运营成本的电驱装备。项目负责人马灯刚说：“大多数油田分布在比较偏远的山区，电网布局不够完善，而固井装备为支持固井作业频繁、机动强的特性，更多选择柴油驱动的模式，而‘全工况’就是不受作业环境、供电条件限制，不管是有外网的常规井场，还是无外网的沙漠井场，都能稳定高效作业，做到‘随时随地能启动、连续作业不中断’。”
与传统柴油装备相比，该装备驱动效率从75%提升至97%，配浆精度、混浆能力等指标达国际领先。与早期依赖外网的电驱装备相比，它彻底摆脱了传统电驱的“断电即停工”的窘境，从根本上解决了现场接电不便、井场供电受限等行业难题。
（杰瑞石油全工况电驱固井设备）
攻克技术瓶颈，多模供电实现“无感切换”
据悉，这款全工况电驱固井装备的研发核心难点是多电源耦合的稳定性和动态响应与能量管理的平衡，这直接决定了装备能否实现“全工况”作业。
马灯刚介绍，团队突破多模智能供电、能量管理、全电直驱等核心技术，采用直流母线供电和高效整流架构，实现多电源耦合及交直流高效转换。该装备可根据负载变化自动识别工况，实现动力电池、增程发电、外接供电及光伏绿电的单独运行或多模式协同作业，保障固井连续不间断。
不同电源的电压等级、输出特性、响应速度差异很大，固井柱塞泵功率需求在0到100%之间剧烈波动，能量管理系统需实时调整各电源输出比例。团队自研多模智能供电管理系统，反复优化电气拓扑架构，最终确保多电源协同稳定。
面对零下29℃至45℃的极端温度以及沙漠沙尘、海上盐雾等恶劣环境，团队专门研发和选型了IP65及以上防护等级的密封系统，优化核心部件的耐高低温、抗腐蚀性能，经过多次极端环境测试，确保装备能够适配陆地、沙漠等多场景作业，真正实现“全工况”稳定运行。
研发过程并非一帆风顺。技术负责人刘园回忆：“小功率空载、轻载调试时所有指标都达标，一旦接入固井核心的柱塞泵重载冲击工况，整个系统无法支撑连续作业，反复跳闸。”团队前后两个月迭代了十几版控制程序，调整了多次电气拓扑架构，更换了多种核心部件，仍无法突破。面对困境，他们奔赴多个油田井场调研，实地采集和分析固井全工况的载荷数据，同时研发了毫秒级负载预同步预判算法，能够提前预判载荷波动，提前调整各电源输出状态，彻底解决了环流与电压波动问题，稳定实现多源无感切换，作业全程无跳闸、无动力中断。
（杰瑞石油全工况电驱固井设备搭载盘古柱塞泵）
此外，效率提升也有多重技术支撑。全电直驱技术取消传统液压传动，采用永磁同步电机直接驱动柱塞泵，最大限度降低传动损耗。核心部件升级优化，搭载自主研发的盘古系列柱塞泵，仅这一部件就实现整机性能跃升30%。同时采用碳化硅功率器件，开关损耗降低70%。智能能量管理系统根据作业负荷动态分配各电源输出，避免能量冗余和浪费，确保每一度电都能发挥最大价值。
释放产业价值，高端装备迈向“全球领跑”
目前该成果已在油气田固井和高压泵送流体等领域推广应用。预计未来三年产能达60台套、年产值5亿元，带动产业链上下游年产值10亿元，为推动油气装备行业绿色化、智能化发展提供了有力支撑。
杰瑞石油固井装备目前占据国内50%以上市场份额，并成功进入北美等高端国际市场，获得全球头部油服公司认可。马灯刚表示，这款全工况电驱固井装备在国际上主要对标高端产品，核心优势就是“全工况适应性”。“国际同类产品大多依赖外网供电，无法适配无外网、极端环境等复杂作业场景，而杰瑞石油的装备实现了多电源灵活切换、协同工作，能够适配全球所有油田作业场景。”马灯刚说，“这款装备的出现，标志着中国企业在高端固井装备领域正式迈向‘领跑’地位。”在技术层面，它实现了核心指标超越国际同类产品；在战略层面，它推动全球固井装备向“全工况、绿色化、智能化”方向发展。
杰瑞石油的目标不仅是打造一款高端装备，更要带动全产业链升级。供应链上坚持国产化、高品质、共研发理念，联合国内优质供应商开发核心部件，目前装备国产化率已提升至90%以上，并建立了联合研发机制，共享技术标准、研发资源和试验数据。本地化配套方面，在国内油气资源富集区建立本地化服务中心，提供设备租赁、维保、培训等一站式服务，培养本地技术人才，带动区域就业和产业发展。
全球首台全工况电驱固井装备的成功研制，攻克了固井装备电驱化的技术瓶颈，树立了“绿色、智能、高效”的行业标杆，推动国内固井装备全面升级。前沿的设计理念更是领先全球固井行业设备，极大提升固井作业效率与质量，助力油气增储上产，保障国家能源安全。其碳排放大幅减少，有效助推“双碳”目标，引领全球固井装备向电驱化、智能化、绿色化方向发展，为传统高耗能行业绿色转型提供了可行路径。它还带动了国内电力电子、新能源、高端制造等产业链发展，提升了中国油气装备在全球市场的话语权，为高端装备国产化提供了可复制、可推广的商业模式，不仅展示了山东企业在前沿制造领域的硬核实力，更让世界看到中国高端装备为全球能源转型贡献的切实方案。
记者:曹茜 编辑:刘雨 校对:刘恬
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