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油气行业应当做数字技术应用的先行者，数据是地质、钻井、测井、固井、测试、压裂等各专业和环节交流对话的基础，油气勘探开发就是在各专业数据之间互相印证、互相支撑中实现价值递增。
然而近十年来，随着油气勘探开发对象向“深、低、非、海”领域延伸，地面条件和地质对象更加复杂，深层、三高、三低油气藏及非常规油气勘探开发工作量大幅增加，难度越来越大，地质风险、工程风险、效益风险大幅上升，工程作业决策对实时数据和专业信息的需求急剧增长。加之 “双碳”目标下，油气企业转型面临挑战，油服企业效益空间被压缩，通过创新实现高质量发展要求十分迫切，数字化转型成为降本增效、增强企业核心竞争力的必由之路。
在石油领域，压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称水力压裂。压裂是人为地使地层产生裂缝，改善油在地下的流动环境，使油井产量增加，对改善油井井底流动条件、减缓层间和改善油层动用状况可起到重要的作用。
油井生产到一定阶段后，产能和渗透率降低，为了增强排油能力，提高油井产量，人们发明了压裂工艺技术。水力压裂是靠地面高压泵车车组将流体高速注入井中，借助井底憋起的高压，使油层岩石破裂产生裂缝。为防止泵车停止工作后，压力下降，裂缝又自行合拢，在地层破裂后的注入液体中，混入比地层密度大数倍的砂子，同流体一并进入裂缝，并永久停留在裂缝中，支撑裂缝处于开启状态，使油流环境长期得以改善。
井下储层压裂示意图（图片来源网络）
钻井、压裂等技术服务是石油和天然气开采的主要手段和核心环节，具有资本密集型、技术密集型等特点。技术密集型体现在面对高温、高压的恶劣地下环境，钻井、压裂等技术服务涉及到地质、能源、机械、力学等多学科的综合应用，对设备、技术、经验都有较高的要求。资本密集型主要体现在专业先进的钻井压裂机组设备往往需要较高的资金投入，钻井压裂的费用占勘探开发总投资的比例高达50%以上。
压裂现场设备示意图（图片来源网络）
随着国内油气勘探开发力度不断加大，压裂作业作为油气上产的增量主体，其作业数量近年来大幅增长。但受限于我国油气开采过程中较为复杂的地质地层环境、配套设备设施的缺陷失效、人为操作和管理失误等问题，压裂施工经常伴随着各类非正常工况的发生，导致压裂设备非预期停机时间过长，施工作业成本高昂。
压裂作业需求与压裂设备运维保障能力不足之间的矛盾逐渐突出，主要表现在：
■ 作为技术密集型作业服务技术手段，对施工作业过程连续稳定性要求较强，为了保障高强度条件下的设备安全，作业现场通常都会在两段压裂间歇强制停机检查和维护，造成机组不能满足“拉链式压裂”的连续作业要求，降低了机组利用率。
■ 作为资产密集型作业服务技术手段，计划外停机是最具挑战性且代价最高的风险，据国外相关机构统计，由于非计划停机导致的收入损失中，每20美元最高可达1.2美元，占比60%。而随着国内储层埋深的增加，储层改造要求的泵注压力更高、排量更大、持续时间更长，造成现有压裂机组实际工作强度超出其最佳工况区间，高强度作业过程中已发生多起因设备故障引发的机组非正常停机，拉高施工成本。
■ 压裂作业多位于野外偏僻环境，受限于网络条件，作业工艺、设备运行状态等关键数据无法实时传输。对后方工艺技术、管理人员而言，现场施工作业过程、设备运行状态相对处于“黑匣子”状态，往往需等到作业结束后，利用相关纸质报告、人工传递数据等手段了解现场详情。
目前，在压裂机组运行状态监测领域，形成了国外相关企业领跑，国内企业追赶的局面，如哈里伯顿于2018年推出的Prodigi AB智能压裂服务，通过整合数千个压裂段的数据与实时信息，使用算法控制，将数据分析和设备操作相结合，可对泵速进行自适应、瞬时变化，优化压裂作业期间的地层破裂效果；
斯伦贝谢则推出了Stim Commander Pumps System，基于数据监测及机器学习，通过使用监测及评估软件，控制压裂过程中泵送速率，提高泵送效率，最大程度减少设备故障并减少停机时间；
卡特彼勒推出Product Link System压裂泵管理系统，可进行机队管理、数据可视化、关键绩效指标、故障查找与排除等。
国内企业中，中石化四机厂已推出SmartFrac“智慧压裂”系统的概念；宏华在6000HP电动压裂泵上配备了HealthScan压裂泵健康预维护系统，实时监测关键易损件的磨损程度，作业数据实时、异地传输和监控。
寄云科技利用物联网、大数据、人工智能等新兴技术，采用寄云数据采集网关、边缘智能一体机、工业物联网平台、工业数据分析建模平台以及预测性维护系统等产品方案，通过对压裂机组设备作业时运行状态数据、视频数据、振动数据等进行实时采集，搭建机组设备实时监测及故障诊断系统，实现压裂机组设备智能化技术升级及数字化交付。
寄云方案功能架构图
寄云打造的整体方案一方面有利于助推压裂作业模式和生产管理方式的变革，使其具备实施24小时“人停机不停”连续作业的技术基础；一方面，实现了设备远程巡检、按需精准检修，为设备精益管理提供技术保障；另一方面，工艺技术及设备管理等人员可与作业现场边缘端及远端云平台实时监控作业过程中各项关键参数，提升装备利用率，保证压裂作业效果，降低压裂作业设备非正常停机率。并可利用现场作业数据优化设备制造工艺，促进油气装备制造仿真模拟优化、数据优化过程。
压裂车组数据流拓扑
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