美国页岩气技术能够得以发展的最核心技术就是水力压裂技术了。那究竟什么是压裂呢，压裂需要用到哪些材料和设备呢？

【石油机械】一、什么是水力压裂？

所谓压裂，就是通过高压力在地层中制造多条裂缝。能够理解画面就是用锤子锤一块大石板，会出现诸多向外延伸的裂缝。这就需要用到压裂液和支撑剂了。压裂液加支撑剂是什么样的一种景象呢？就是砂子分布在胶液中，大家可以脑补一下一种叫做“果粒珍”的饮品。经过加压的压裂液打入地层，在岩石中制造一条条的裂缝，而压裂液携带的支撑剂就能够支撑起裂缝。就算强大的地层压力将液体挤出了地层，支撑剂却可以留在地层中，形成了油气流动的大型通道。为什么是大型通道呢？常规储层油气通道（孔吼）的大小在10μm左右，而压裂后形成的裂缝宽度可以达到2400μm（宽度提升到了240倍），所以压裂之后油气产量都会大幅度的提高。

【石油机械】二、水力压裂的设备

然后说说压裂设备的一些情况。压裂设备主要有压裂罐、混液车、混砂车、砂车（砂斗）、压裂泵车、高压管汇、仪表车、连续油管车。

1.压裂罐及混液车

水力压裂的终极目标，就是要往地层里面加入支撑剂。但是你知道这砂子，没法直接打进去压，所以就需要借助压裂液了。而压裂液呢，就是一种有粘度的胶液了，和我们平常用的胶水一样。国内很多压裂施工，都习惯于预先配置好胶液，一般是一组罐100方，几千方的施工液量就需要用到几十个压裂罐了。不过随着技术的进步，越来越多的施工采用胶液的连续混配了，这里就用到了混液车。在国内最先使用连续混配的是斯伦贝谢，随后杰瑞也研发了自己的连续混配装置。

2.混砂车

混砂车，顾名思义就是混合砂子的。将砂子均匀的与胶液进行混合，再送入到高压泵内。

混砂车的最核心部件就是混砂罐了，里面有一个高速旋转的叶轮，高速搅拌胶液。支撑剂从混砂罐上方落入，在高速叶轮的搅拌下，与胶液均匀混合并输送到高压泵。

混砂车第二核心的砂量控制装置了。国内最常见的是绞龙控制装置，如下图的三一、四机厂及科瑞生产的混砂车。砂子落入到绞龙的砂斗，通过控制绞龙旋转上升的速度来控制上砂速度。还有一种就是门开度控制装置。国内最先应用的是斯伦贝谢，后来杰瑞也研发出此类装置。门开度装置优于绞龙的特点是部件更少，易于维护，而且不会出现砂浓度跳跃的情况。

混砂车的型号一般根据排出的混砂液排量进行命名，有75桶，100桶，150桶等。（1桶=0.16方）

3.压裂泵车

【石油机械】压裂泵车就是给压裂液提供动力的设备。与砂子混合均匀的胶液，从混砂车里面出来就成了混砂液（就是类似果粒珍的东西）。混砂液进入压裂泵车，经过加压，从高压管汇进入井口，实现压裂过程。

压裂泵车的最核心部件就是泵头了。以下图的科瑞泵头为例：混砂液从入口进入泵体（泵体是一个狭小的空间），柱塞对液体进行挤压，由于液体受力后形变很小，柱塞做功的动能转换成液体的压力势能，达到对混砂液加压的目的。混砂液进入泵体前的压力为0.5MPA，出去的压力能够达到40-80MPa。

压裂泵车的型号一般根据水马力（HHP）划分，现在常用的1250型，2500型等压裂泵车。

4.砂车（砂罐、砂斗）、高压管汇、仪表车、连续油管等

砂车（砂罐、砂斗）根据其外形有不同的名字，但是主要功能都是一样，存储砂子，并向混砂车提供砂子。

高压管汇是从压裂泵车到井口这一段距离的连接管线，为铸铁制造，尺寸一般有2英寸、3英寸和4英寸。通过为了消除压裂过程中的摆动对管线的伤害，管线采用多根管线连接，并在转向、抬升等地方采取灵活接头。

仪表车是压裂施工数据监控及远程指挥中心。所有的施工数据经各传感器汇集到仪表车，并通过控制软件显示在电脑屏幕上。仪表车上的人员可以实时监控施工数据、发出施工指令，甚至可以直接操纵各设备。

【石油机械】连续油管不是压裂的必须设备，但是在压裂过程中经常用于辅助射孔、下桥塞、清砂堵等施工。