1 时代背景
十年前美国掀起了轰轰烈烈页岩气革命，不仅提高了美国的能源自给水平，还改变了全球能源供需格局，甚至掀起了全球页岩气开发大潮。页岩油革命，特别是二叠纪盆地和巴肯盆地的产量增加，已使美国超过沙特阿拉伯和俄罗斯成为世界上最大的产油国。埃克森美孚和雪佛龙等大型石油公司正在扩大其在页岩油领域的影响力，特别是在美国最大的页岩油田-二叠纪盆地。
美国页岩气革命随着石油工业的发展，低渗透、超低渗透的非常规油气资源逐渐成为各国油气田的增产主体。如果将开采常规油气藏比作挤海绵里的水，那么低渗、超低渗透油气藏则像是已经甩干的毛巾，很难再从中挤出水来。那么石油工程师们又是如何从这些储层中将油气资源“挤”出来的呢？而其最大的技术因素，正是用于开采页岩气的水力压裂技术的出现。
全球的勘探与生产公司开始广泛采用水力压裂技术以提高或延长油井产能。目前，全球范围内的压裂施工作业量将近有250万次。EIA表示，预计6月份美国天然气产量将攀升至807亿立方英尺/日的记录水平，较5月份的预估值高9亿立方英尺/日，也标志着美国天然气产量连续第5个月攀升。去年6月份美国天然气产量在682亿立方英尺/日。EIA预计，除了俄克拉荷马州的阿纳达科盆地和德克萨斯州的伊格尔福特盆地外，大多数大型页岩油盆地的天然气产量将在6月份有所增加。位于宾夕法尼亚州、俄亥俄州和西弗吉尼亚州的阿巴拉契亚(Appalachia)地区是美国页岩气储量最大的地区，该地区6月份的天然气产量料将增长近4亿立方英尺/日，至创纪录的321亿立方英尺/日。去年6月份，阿巴拉契亚的天然气产量为275亿立方英尺/日。
EIA称，根据2013年12月以来的数据显示，4月份生产商们在最大的页岩盆地中钻探了1364口井，完成了1407口井，为2015年1月以来的最高水平，从而使钻探但尚未完成的钻井总数量下降了43口为8390口。这是自2018年3月以来钻探但尚未完成钻井数量的最大降幅，2018年3月份时下降了104口。
2 国外压裂设备概述
国外对压裂设备的研制已经有多年的历史 , 各国的发展速度和研制水平不尽一样 , 其中美国压裂设备的性能和技术水平居于世界领先地位。美国是世界上主要生产压裂设备的国家 , 有哈里伯顿、斯伦贝谢、BJ 公司、西方公司、S&S 公司等。加拿大有皇冠公司 , 法国有道威尔公司。由于地缘关系 , 加拿大的公司主要使用美国部件组装 , 产品性能参数与美国产品接近。
美国压裂设备制造商依据压裂施工工艺对压裂设备的整体要求 , 按照部件生产商提供的部件参数选购柴油机、传动箱、压裂泵、底盘卡车等。除S&S公司和皇冠公司外,其他美国压裂设备制造公司既从事设备制造,又从事油田工程技术服务,所以他们生产的压裂设备性能既能够和压裂施工工艺紧密地结合,又具有各自的个性特色。
2011年，贝克休斯公司推出了OptiPort多级压裂系统。该系统主要由多个压力平衡OptiPort接箍和无限级专门设计的连续管BHA组成。一趟下入BHA后，无需重复上提下放管柱，可实现隔离产层、打开OptiPort接箍和无限级压裂作业等功能。
2012年，贝克休斯公司开发出可进行高温高压 大排量作业的 Gorilla 重型压裂泵。该压裂泵的引擎功率为2205kW，可提供的功率为1984.5kW，最大排量4.9m3/min，最高工作压力137.9MPa， 是世界上最强大的可移动压裂泵之一。 Gorilla 压裂泵采用革命性的设计程序，结合最新的高压技术，使超高难度作业成为可能。 鉴于此泵的优异性能，Gorilla 压裂泵被集成在贝克休 斯公司最新设计的压裂作业船上。
2013年，贝克休斯公司开发出Rhino 双燃料引擎驱动压裂车。该压裂车可完全使用柴油做燃料，也可使用井口天然气、管道天然气、压缩天然气（CNG）或液化天然气（LNG），还可使用柴油与天然气混合物作为燃料，大大降低了压裂作业时污染物的排放， 其中CO排放减少到0，氮氧化合物（NOx）减少1/2，颗粒物减少约 70％，完全满足美国环境保护局的尾气排放标准。Cabot石油公司在宾夕法尼亚Marcellus页岩气田开发页岩气，采用14台Rhino 双燃料引擎驱动压裂车对10口井进行了170段压裂施工。整个过程共耗时28d，最高纪录为1d完成9段压裂。
同年，Sanjel国际能源服务公司推出了SUREstack 多级压裂系统。应用SUREstack 多级压裂系统在ø88.9和ø114.3mm井眼中可分别实现20级和30级压裂。SUREstack多级压裂系统为无返排能力的压裂井提供了低成本、高效率的解决方案，有效解决了应用常规钻磨技术钻磨球座施工存在的难题。
2015年，斯伦贝谢公司推出业内首个可完全溶解的多级分段压裂系统。该系统采用可完全溶解的压裂球及球座取代常规的桥塞，压裂球和球座由ELEMENTAL铝基合金材料制成，与常规完井液接触后，无需任何添加剂，即可在预定时间内完全溶解。系统具有如下优点：①设计简单，简化了作业程序，降低了风险，提高了效率；②无需磨铣作业，消除了常规作业中钻磨桥塞产生的碎屑返出对地面设备造成的伤害，也消除了连续管修井作业对水平段长度的限制，增大了油藏泄油面积，提高了采收率；③压裂球和球座可在数小时或数天内完全溶解，留下全通径井眼，为后续作业提供了便利。压裂球和球座承受的最大压差55MPa，最高工作温度177℃，最低工作温度24℃，适用于各种水基流体。该系统适用于页岩、砂岩和白云岩等多种岩性油藏以及各种类型井眼（如裸眼井、套管井、直井、斜井以及水平井等），尤其适用于欠压油藏和机械式修井作业存在困难的大位移井。该系统已在美国多个非常规油藏得到应用。得克萨斯州一家客户在7口井中使用了该系统，应用的水平段长度最长 达2438.4m，最多进行了135级分段压裂。
国外压裂设备公司注重全球合规方法和安全设计标准，遵循通用的ISO和IEC安全规范，从而减少由于地理或区域要求或偏好形成的偏差。有竞争力的原始设备制造商开始意识到安全是公司内部的核心价值，而全球合规化是公司对HSE安全管理承诺的一部分。积极主动的安全措施可以改善进入新市场的机会，并提供优化运营效率和成本竞争力的机会。M.G.Bryan是石油和天然气行业的重型设备供应商，已对压裂车进行升级，提高远程资产数据安全和即时可视性，有助于提高正常运行时间和生产率。
