中國石油集團工程技術研究院推動大尺寸壓氣儲能完井封隔器實現國產化自主可控
向地下空間要能源，是“雙碳”目標下我國能源結構轉型的重要探索。當鹽穴壓縮空氣儲能從示范工程走向產業化應用，大尺寸井筒、高壓氧腐蝕、高頻注采的極端工況成為儲能井建設的“攔路虎”。中國石油集團工程技術研究院有限公司自主研發的“中油工研”凌瓏系列鹽穴壓縮空氣儲能大尺寸完井封隔器，在江蘇金壇、淮安等國內重點項目成功應用，標志著我國在鹽穴儲能完井核心裝備領域實現從“跟跑”到“領跑”的歷史性跨越。
隨著國內江蘇淮安2×300兆瓦、金壇2×350兆瓦等大型鹽穴儲能項目加速落地，儲能井建設的工程難題日益凸顯。完井封隔器作為儲能井井筒密封的“心臟”，承擔著隔絕上部套管與高壓空氣、鹽穴鹵水接觸的關鍵使命，其性能優劣關乎整個儲能工程的建設質量與運行安全。
向難攻堅：直面鹽穴儲能完井三大技術壁壘
鹽穴壓縮空氣儲能井的獨特工況，對完井封隔器提出了遠超傳統油氣井裝備的嚴苛要求，國內外均無成熟穩定的適配產品，研發國產化大尺寸完井封隔器，成為支撐鹽穴儲能地下工程高質量建設和產業化突破的關鍵。
一是大尺寸鹽穴井筒適配難題。鹽穴儲能井為滿足大排量注采需求，普遍采用13-3/8英寸、18-5/8英寸等大尺寸井身結構，常規封隔器結構設計、尺寸規格、坐封方式等均無法適配。此外，施工過程中鹽腔高礦化度鹵水易結晶結垢，干擾正常封隔器坐封與密封，需同步解決防結晶、防結垢問題。
二是高壓氧腐蝕耐受難題。鹽穴儲能井運行中，封隔器長期處于28兆帕高壓含氧環境，鹽腔濕環境與高礦化度鹵水形成“高壓氧+高氯”極端腐蝕體系，對封隔器材質耐腐蝕性提出嚴苛要求。需優選適配該環境的專用材質，提升封隔器抗腐蝕能力，確保其長期服役的結構完整性與密封可靠性。
三是大流量高頻注采穩定性難題。儲能井承擔電力系統調峰任務，每日需完成多次注采循環，注采流量高達25—50萬方/小時，頻繁注采產生的強烈交變載荷與注采振動易導致封隔器出現密封失效、坐封不穩等問題，需優化結構設計，提升抗交變載荷、抗振動能力。
破壁創新：全鏈條技術突破鑄就國產硬核裝備
中國石油集團工程技術研究院組建專項研發團隊，摒棄傳統油氣封隔器的改良思路，立足鹽穴儲能井獨特工況，經過2年持續攻關，成功研發出13-3/8×10-3/4英寸、18-5/8×13-3/8英寸兩種成熟型號封隔器，構建起完全自主可控的技術體系。
材質創新筑牢安全根基。研發團隊系統開展多種材質在高壓含氧、高氯腐蝕環境下的測試，建立腐蝕選材圖版，適配多種鹽穴儲能工況；同時優化橡膠配方、硫化工藝與密封件組合設計，大幅提升氣密封能力，杜絕密封失效隱患。
結構創新破解尺寸難題。創新可切割解封結構，突破大噸位坐掛卡瓦與鎖緊、窄環空多級壓縮等關鍵技術，產品通過第三方實驗室API Spec 11D1-2021 V1等級認證，其中13-3/8×10-3/4英寸型號成為國內首套該尺寸通過V1測試的產品，填補了國內該尺寸產品的技術空白。
工藝創新保障施工穩定。針對鹽穴井筒易結晶結垢等痛點，設計坐封保護機構，制定防結晶防垢循環措施；配套研發專用投球工具和坐封工具，制定標準化施工規程，簡化操作并確保坐封精準，保障封隔器可靠坐封。
測試創新守住質量底線。搭建全性能測試系統，可完成35兆帕壓力、200噸坐封力和40—80℃溫度循環測試，模擬井下環境對封隔器進行全性能檢測。截至2025年，該成果已獲國際發明專利1件、國家發明專利3件。
賦能未來：以國產裝備支撐新型儲能產業化發展
真正的技術創新，必須經得起工程現場的嚴苛檢驗。“中油工研”凌瓏系列封隔器從實驗室走向工程現場，在江蘇金壇、淮安等重點項目中完成了從示范應用到規模推廣的跨越，彰顯國產裝備硬核實力。
2024年12月，該系列封隔器在江蘇淮安2×300兆瓦儲能電站XX-1井首次應用，驗封測試壓降為0兆帕，標志著我國大尺寸鹽穴儲能完井封隔器實現工程化突破。截至2026年3月，該封隔器已累計應用十余口井，成為國內鹽穴儲能完井領域主導產品。
業內專家表示，“中油工研”凌瓏系列封隔器的成功研發與規模化應用，鑄就了鹽穴儲能完井核心裝備自主可控的基石，為新型儲能產業化發展提供了堅實支撐，具有深遠價值。目前，基于該成果形成的產品及工藝技術已指導國內近80%的鹽穴儲能庫建設，中國石油集團工程技術研究院也成為國內鹽穴壓縮空氣儲能地下工程市場的重要推動者。據預測，未來2—3年，國內鹽穴儲能裝機規模將超4060兆瓦，該成果將為新型電力系統構建和“雙碳”目標實現提供重要支撐。（張恒 付盼 李珊）
轉自：中國企業報
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