美國頁巖氣技術能夠得以發(fā)展的最核心技術就是水力壓裂技術了。那究竟什么是壓裂呢，壓裂需要用到哪些材料和設備呢？

【石油機械】一、什么是水力壓裂？

所謂壓裂，就是通過高壓力在地層中制造多條裂縫。能夠理解畫面就是用錘子錘一塊大石板，會出現諸多向外延伸的裂縫。這就需要用到壓裂液和支撐劑了。壓裂液加支撐劑是什么樣的一種景象呢？就是砂子分布在膠液中，大家可以腦補一下一種叫做“果粒珍”的飲品。經過加壓的壓裂液打入地層，在巖石中制造一條條的裂縫，而壓裂液攜帶的支撐劑就能夠支撐起裂縫。就算強大的地層壓力將液體擠出了地層，支撐劑卻可以留在地層中，形成了油氣流動的大型通道。為什么是大型通道呢？常規(guī)儲層油氣通道（孔吼）的大小在10μm左右，而壓裂后形成的裂縫寬度可以達到2400μm（寬度提升到了240倍），所以壓裂之后油氣產量都會大幅度的提高。

【石油機械】二、水力壓裂的設備

然后說說壓裂設備的一些情況。壓裂設備主要有壓裂罐、混液車、混砂車、砂車（砂斗）、壓裂泵車、高壓管匯、儀表車、連續(xù)油管車。

1.壓裂罐及混液車

水力壓裂的終極目標，就是要往地層里面加入支撐劑。但是你知道這砂子，沒法直接打進去壓，所以就需要借助壓裂液了。而壓裂液呢，就是一種有粘度的膠液了，和我們平常用的膠水一樣。國內很多壓裂施工，都習慣于預先配置好膠液，一般是一組罐100方，幾千方的施工液量就需要用到幾十個壓裂罐了。不過隨著技術的進步，越來越多的施工采用膠液的連續(xù)混配了，這里就用到了混液車。在國內最先使用連續(xù)混配的是斯倫貝謝，隨后杰瑞也研發(fā)了自己的連續(xù)混配裝置。

2.混砂車

混砂車，顧名思義就是混合砂子的。將砂子均勻的與膠液進行混合，再送入到高壓泵內。

混砂車的最核心部件就是混砂罐了，里面有一個高速旋轉的葉輪，高速攪拌膠液。支撐劑從混砂罐上方落入，在高速葉輪的攪拌下，與膠液均勻混合并輸送到高壓泵。

混砂車第二核心的砂量控制裝置了。國內最常見的是絞龍控制裝置，如下圖的三一、四機廠及科瑞生產的混砂車。砂子落入到絞龍的砂斗，通過控制絞龍旋轉上升的速度來控制上砂速度。還有一種就是門開度控制裝置。國內最先應用的是斯倫貝謝，后來杰瑞也研發(fā)出此類裝置。門開度裝置優(yōu)于絞龍的特點是部件更少，易于維護，而且不會出現砂濃度跳躍的情況。

混砂車的型號一般根據排出的混砂液排量進行命名，有75桶，100桶，150桶等。（1桶=0.16方）

3.壓裂泵車

【石油機械】壓裂泵車就是給壓裂液提供動力的設備。與砂子混合均勻的膠液，從混砂車里面出來就成了混砂液（就是類似果粒珍的東西）?；焐耙哼M入壓裂泵車，經過加壓，從高壓管匯進入井口，實現壓裂過程。

壓裂泵車的最核心部件就是泵頭了。以下圖的科瑞泵頭為例：混砂液從入口進入泵體（泵體是一個狹小的空間），柱塞對液體進行擠壓，由于液體受力后形變很小，柱塞做功的動能轉換成液體的壓力勢能，達到對混砂液加壓的目的?；焐耙哼M入泵體前的壓力為0.5MPA，出去的壓力能夠達到40-80MPa。

壓裂泵車的型號一般根據水馬力（HHP）劃分，現在常用的1250型，2500型等壓裂泵車。

4.砂車（砂罐、砂斗）、高壓管匯、儀表車、連續(xù)油管等

砂車（砂罐、砂斗）根據其外形有不同的名字，但是主要功能都是一樣，存儲砂子，并向混砂車提供砂子。

高壓管匯是從壓裂泵車到井口這一段距離的連接管線，為鑄鐵制造，尺寸一般有2英寸、3英寸和4英寸。通過為了消除壓裂過程中的擺動對管線的傷害，管線采用多根管線連接，并在轉向、抬升等地方采取靈活接頭。

儀表車是壓裂施工數據監(jiān)控及遠程指揮中心。所有的施工數據經各傳感器匯集到儀表車，并通過控制軟件顯示在電腦屏幕上。儀表車上的人員可以實時監(jiān)控施工數據、發(fā)出施工指令，甚至可以直接操縱各設備。

【石油機械】連續(xù)油管不是壓裂的必須設備，但是在壓裂過程中經常用于輔助射孔、下橋塞、清砂堵等施工。