美國(guó)頁(yè)巖氣技術(shù)能夠得以發(fā)展的最核心技術(shù)就是水力壓裂技術(shù)了。那究竟什么是壓裂呢,，壓裂需要用到哪些材料和設(shè)備呢,？

【石油機(jī)械】一、什么是水力壓裂,？

所謂壓裂,，就是通過(guò)高壓力在地層中制造多條裂縫。能夠理解畫(huà)面就是用錘子錘一塊大石板,，會(huì)出現(xiàn)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(bǔ)一下一種叫做“果粒珍”的飲品。經(jīng)過(guò)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(qiáng)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(dòng)的大型通道。為什么是大型通道呢,？常規(guī)儲(chǔ)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(dá)到2400μm（寬度提升到了240倍），所以壓裂之后油氣產(chǎn)量都會(huì)大幅度的提高,。

【石油機(jī)械】二,、水力壓裂的設(shè)備

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

1.壓裂罐及混液車(chē)

水力壓裂的終極目標(biāo),，就是要往地層里面加入支撐劑。但是你知道這砂子,，沒(méi)法直接打進(jìn)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(guó)內(nèi)很多壓裂施工,，都習(xí)慣于預(yù)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(gè)壓裂罐了,。不過(guò)隨著技術(shù)的進(jìn)步,，越來(lái)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(chē),。在國(guó)內(nèi)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(chē)

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

混砂車(chē)的最核心部件就是混砂罐了,，里面有一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)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(chē)第二核心的砂量控制裝置了,。國(guó)內(nèi)最常見(jiàn)的是絞龍控制裝置，如下圖的三一,、四機(jī)廠(chǎng)及科瑞生產(chǎn)的混砂車(chē)。砂子落入到絞龍的砂斗,，通過(guò)控制絞龍旋轉(zhuǎn)上升的速度來(lái)控制上砂速度,。還有一種就是門(mén)開(kāi)度控制裝置。國(guó)內(nèi)最先應(yīng)用的是斯倫貝謝,，后來(lái)杰瑞也研發(fā)出此類(lèi)裝置,。門(mén)開(kāi)度裝置優(yōu)于絞龍的特點(diǎn)是部件更少,，易于維護(hù)，而且不會(huì)出現(xiàn)砂濃度跳躍的情況,。

混砂車(chē)的型號(hào)一般根據(jù)排出的混砂液排量進(jìn)行命名,，有75桶，100桶,，150桶等,。（1桶=0.16方）

3.壓裂泵車(chē)

【石油機(jī)械】壓裂泵車(chē)就是給壓裂液提供動(dòng)力的設(shè)備。與砂子混合均勻的膠液,，從混砂車(chē)?yán)锩娉鰜?lái)就成了混砂液（就是類(lèi)似果粒珍的東西）,。混砂液進(jìn)入壓裂泵車(chē),，經(jīng)過(guò)加壓,，從高壓管匯進(jìn)入井口，實(shí)現(xiàn)壓裂過(guò)程,。

壓裂泵車(chē)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(jìn)入泵體（泵體是一個(gè)狹小的空間），柱塞對(duì)液體進(jìn)行擠壓,，由于液體受力后形變很小,，柱塞做功的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成液體的壓力勢(shì)能，達(dá)到對(duì)混砂液加壓的目的,?；焐耙哼M(jìn)入泵體前的壓力為0.5MPA，出去的壓力能夠達(dá)到40-80MPa,。

壓裂泵車(chē)的型號(hào)一般根據(jù)水馬力（HHP）劃分,，現(xiàn)在常用的1250型，2500型等壓裂泵車(chē),。

4.砂車(chē)（砂罐,、砂斗）、高壓管匯,、儀表車(chē),、連續(xù)油管等

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

高壓管匯是從壓裂泵車(chē)到井口這一段距離的連接管線(xiàn),，為鑄鐵制造，尺寸一般有2英寸,、3英寸和4英寸,。通過(guò)為了消除壓裂過(guò)程中的擺動(dòng)對(duì)管線(xiàn)的傷害,，管線(xiàn)采用多根管線(xiàn)連接，并在轉(zhuǎn)向,、抬升等地方采取靈活接頭,。

儀表車(chē)是壓裂施工數(shù)據(jù)監(jiān)控及遠(yuǎn)程指揮中心。所有的施工數(shù)據(jù)經(jīng)各傳感器匯集到儀表車(chē),，并通過(guò)控制軟件顯示在電腦屏幕上,。儀表車(chē)上的人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控施工數(shù)據(jù)、發(fā)出施工指令,，甚至可以直接操縱各設(shè)備,。

【石油機(jī)械】連續(xù)油管不是壓裂的必須設(shè)備，但是在壓裂過(guò)程中經(jīng)常用于輔助射孔,、下橋塞,、清砂堵等施工。