石油压裂支撑剂用石英砂
石油压裂支撑剂用石英砂
石英质石油压裂支撑剂是一种石英砂产品，具有很高的压裂强度，主要用于
油田井下支撑，以增加石油天然气的产量，属环保产品。 此产品利用天然石英
为原材料，是陶粒、玻璃球、金属球等中低强度支撑剂的替代品，对增产石油天
然气有良好效果。石油天然气深井开采时，高闭合压力低渗透性矿床经压裂处理
后，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成的通道中汇集而出。用石英砂支撑材料
随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的
作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加产量。实践证明，使用石英砂支
撑剂压裂的油井可提高产量３０－５０％，还能延长油气井服务年限。
用途：压裂支撑剂可广泛用于深井，高压油气层的压裂改造。以优质天然石英为
原料经破碎圆磨而成，该产品具有耐压强度高，密度低，圆球度好，光洁度高，
导流能力强等优点。经中国石油勘探开发研究支撑评价实验室检测，各项性能指
标完全达到SY/T5108-2006、SY/T6302-1997标准，目前处于领先水平。
按规格分别为：12-20 目、16-20 目、16-30 目、20-40目、30-50目、40-60
目、40-70目、70-100目等。为满足国内外油气井的需求，用户可根据油井的深
度，选用不同强度和不同规格的产品
化学成分
表2 源瑞矿区石英化学分析结果
化学组成 SiO2 Al2O3 Fe2O3 Na2O K2O MgO CaO TiO2 MnO S P2O5
含量（%） 99.04 0.15 0.041 0.035 0.037 0.08 0.017 0.018 0.1 0.002 0.004
油层水力压裂、酸化处理和设备讲解
（1）前置液，即不包含支撑剂的压裂液。用于形成和延伸地
层裂缝，为支撑剂进入地层建立必要的空间，同时可以降低
地层温度保持压裂液的粘度。
（2）携砂液，用于进一步延伸裂缝，将支撑剂带入压裂裂缝
预定的位置，充填裂缝，形成高渗透支撑裂缝带。
（3）顶替液，用于将井筒内携砂液全部顶入地层裂缝，避免
井底沉砂。
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一、油层水力压裂
裂缝延伸
图5-1 油层压裂工作原理示意图
1－油管；2－套管；3－封隔器；4－地层
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一、油层水力压裂
1.1 油层水力压裂的作用和基本原理 2、压裂的基本原理
当地面泵停止向井内打入高压液体后，由于岩石的弹性，以及油层上覆压力 的作用，会使人造裂缝大部分闭合。所以为了保持这些裂缝长期处于张开的状态， 一般压裂时均向油层裂缝内充填固体颗粒，称为支撑剂，裂缝内填入了支撑剂， 尽管地面泵停止注入高压液体，裂缝也不会闭合了，见图5-1（d）所示。通过这 种方式提高油层的渗透能力，改善油气层的物理结构和性质，进而增加油井的产 量或水井的注水量。
一、油层水力压裂
1.2 压裂液和支撑剂 1、压裂液 3）压裂液的种类
目前，约有70%的压裂采用以胍胶和羟丙基胍胶为主的水 基压裂液，5%的压裂液采用油基压裂液，25%的压裂液采用气 化压裂液。为满足压裂工艺的要求，还需要在压裂液中加入 多种添加剂。
为满足压裂工艺的要求，还需要在压裂液中加入添加剂。 例如：PH值调节剂、杀菌剂、粘土稳定剂、破乳剂、降滤剂、 温度稳定剂、起泡剂和减阻剂等。
1.3 压裂施工
经过充分准备后便可以进行压裂施工了，施工按以下工 序进行：循环—试压—试挤—压裂—加支撑剂—替挤—反洗 或活动管柱 1）循环，目的是鉴定各种设备性能，检查管线是否畅通。循 环路线是液罐车→混砂车→压裂车→高压管汇→液罐车。 2）试压，关死井口总闸，对地面高压管线、井口、连接丝扣 等憋压至30～40Mpa，保持2～3分钟不降压为合格。 3）试挤，试压合格后，打开总闸门，用1～2台压裂车将压裂 液注入油层，直到压力稳定为止。 4）压裂，逐个启动或同时启动压裂车，加大排量，以很高的 速度向井内泵注压裂液，在井底瞬时造成高压，当泵注量大 大超过地层吸收能力，压裂液产生的压力大于地层破裂压力 时，地层被压开裂缝，继续泵入压裂液使裂2缝1 延伸和扩展。
压裂技术理论及应用
• 100 > k > 0.1 md (Oil) • 储层厚，含油性好 • 隔层遮挡性好 • 泄油面积大
复杂的压裂储层特性
• • • • • • k ≥ 100mD或 k ≤ 0.1 mD (Oil) k ≤0.001 mD (Gas) 储层薄，含油性差 隔层遮挡性差 透镜体油气藏 敏感性储层
粘度大大降低，破胶化水的压裂液沿裂缝流向井底，排出地面，
携带的支撑剂随即在裂缝中沉降，在地层中形成了具有一定长度、 宽度和高度的高导流能力的支撑裂缝。改善了地层附近流体的渗 流方式和渗流条件，扩大了渗流面积，减小了渗流阻力并解除了 井壁附近的污染，从而达到增产、增注的目的。
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A-07 Design
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压裂液
压裂液是压裂工艺技术的一个重要组成部分。主要功能是 造缝并沿张开的裂缝输送支撑剂，因此液体的粘性至关重要。
成功的压裂作业要求液体除在裂缝中具有较高的粘度外，还要
能够迅速破胶；作业后能够迅速返排；能够很好地控制液体滤 失；泵送期间摩阻较低；同时还要经济可行。
最初的压裂液为油基液；20世纪50年代末，用瓜胶增稠的水基液日见普 及。1969年，首次使用了交联瓜胶液。当时仅有约10%的压裂作业使用的是 凝胶油。目前，约有85%以上的压裂施工用的是以瓜胶或羟丙基瓜胶增稠的 水基凝胶液；凝胶油作业和酸压作业各占约5%；增能气体压裂约占10%。
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压 裂 工 艺
压裂工艺流程 压裂裂缝扩展及增产机理 压裂设计方法 压裂工艺技术 压裂测试方法
压裂施工评估方法
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1.压裂工艺流程
压裂液罐 压裂井口
低压管汇
高压管汇
石英砂生产工艺及流程图
石英砂生产工艺流程图（1）铸造用硅砂生产工艺流程图（2）覆膜砂生产工艺流程图（3）石油压裂支撑剂生产工艺流程图石英砂生产工艺一、生产流程（一）原料交接车间负责人到仓库领取原矿，称重后填写《出库单》。
（二）矿石破碎1、进行矿石破碎前做好自身防护，配带防护眼镜、口罩、防护帽。
戴好防护手套并加垫皮垫，防止手部造成震伤。
2、一般矿石破碎到3-5cm之间，像核桃大小，个头均匀。
水晶矿石根据原矿性质确定破碎大小，一般为5cm。
3、区分合格与不合格矿石，分开放置，不合格矿石存放在规定区域。
4、自查合格的矿石按大小区分，3-5cm矿石装入40kg标准筐；3cm以下合格矿石挑出后单独存放。
5、矿石装筐时一定要使用叉子筛着装筐；6、装筐计量后存放至待检区排列整齐。
（三）矿石清洗1、将验收合格的矿石按照一池100筐标准放入清洗池并用清水除污，冲掉矿石表面附着的杂质。
清洗时操作人员必须穿着干净的防护水靴。
2、添加助剂时应注意安全，规范操作方式。
首先将助剂管放入池中，并尽量放低管口以防止助剂飞溅，然后打开阀门，待助剂溶液没过矿石之后，关闭阀门，将管口置于高处以防止余液流出。
3、自身防护：操作人员须戴胶皮加长手套及防护眼镜，穿着干净的防护水靴，防止助剂溅入皮肤、眼睛或脚面，造成伤害。
如发现防护手套或水靴有破损情况，立即更换。
4、浸泡清洗：由化验室对采购助剂进行实际测试，计算添加量。
助剂池中矿石重量约4吨，首次加注清水，水深以没过矿石为准，混合溶液经取样测定合格后开始浸泡。
5、重复使用时，首先将剩余溶液取样到化验室检测，并计算助剂补加量，用循环泵循环1个小时，取样测定合格后开始浸泡。
以后清水逐渐减少，但助剂溶液深度仍高于矿石。
6、浸泡过程中用干净塑料布遮盖，使用前先检查确认塑料布是否完好无损，发现破损用胶带修复，防止助剂液体挥发。
7、用抽水泵实现两池之间的助剂流动，以此循环使用。
8、浸泡结束后先用清水将矿石冲洗3遍，洗净表面的助剂溶液后，用清水浸泡24小时，再用清水冲洗3遍，测量PH值在6-7之间时提出。
页岩气压裂用石英砂工艺流程
页岩气压裂用石英砂工艺流程英文回答：The process of hydraulic fracturing for shale gas involves several steps. Here is a general outline of the process:1. Well Preparation: A well is drilled vertically and then horizontally into the shale formation. Steel casing is inserted into the well to protect the surrounding environment.2. Perforation: Small holes are made in the casing and the surrounding shale rock using perforation guns. This allows for the injection of fluid and proppant into the rock formation.3. Fracturing Fluid Injection: A mixture of water, chemicals, and proppant (usually quartz sand) is injected into the well under high pressure. The fluid helps tocreate fractures in the shale rock, while the proppant holds the fractures open, allowing the gas to flow.4. Fracture Propagation: The high-pressure fluid causes the fractures to propagate through the shale rock, extending the network of fractures and increasing the surface area for gas extraction.5. Flowback: After the fracturing process is complete, the injected fluid is pumped back to the surface along with the released gas. This flowback fluid contains a mixture of water, chemicals, and naturally occurring substances from the shale formation.6. Well Production: Once the flowback fluid is removed, the well is connected to production equipment, and the gas can be extracted. The gas flows through the fractures and into the wellbore, where it is collected and transportedfor further processing.中文回答：页岩气压裂的工艺流程包括以下几个步骤：1. 井口准备，将垂直钻井并延伸至水平方向进入页岩层。
浅析油井压裂防砂工艺技术原理及应用
油井开采工艺离不开信息化、智能化、机械化技术的应用。
受机械使用寿命、生产时间的影响，可能会加剧套管破损现象，进而为防砂工艺技术提供了更多的难度。
由此可见，需解决油井开采技术中气井出砂、细粉砂井的问题，有利于避免油井出砂而造成的负面影响。
另外，需采用该工艺改善油井的渗透率，这对于提高油井工艺开采效率是有利的。
一、压裂防砂工艺技术原理1.工艺技术概况。
压裂防砂工艺技术是使用树脂涂层涂抹石英砂，使材料表面有一层保护膜，有利于提高油井的导流功能。
工艺进行中，需及时注入高性能的树脂砂，确保井口裂缝处或亏空段有支撑剂作用，能改善该部位的核心功能。
当支撑剂注入需要管控的裂缝部位时，需提高中央部位的温度参数，致使树脂层发生作用。
通过让保护层实现软化，引导其发生固化聚合反应，确保砂砾可以和保护层更紧实的粘合在一起，有利于防治井口出砂的现象，也能实践油层的改造作用。
通过该方式的优化，能提高油田井口的使用年限，且效果比之前更好。
2.压裂防砂工艺应用原理。
该工艺的出砂原理是基于拉伸、剪切、粘结的过程，实现压裂防砂的目标，也能防治孔隙坍塌的情况。
首先，剪切破坏会导致地层岩石的输送效率，需利用拖曳作用引导岩石颗粒落至指定区域，使指定区域能够在压裂防砂的作用中实现造缝控制，确保流入该区域的液体由单一的方向变成双线性。
其次，单一方向流向大多为径向流状，而此时石油会渗透至井底处，会导致井口、井底部分的压力不断提升，以此形成一个陡峭的压力带，当石油越靠近井壁时，压力也会随之提升。
导致这一情况的原因是由于压力的分布，使压力区域底部的和底边边缘的压差始终在一定范围内，也能控制压差在集中区域地带。
当低端压力不稳定时，可能会引发砂块性能不稳定，导致流体会呈现双线性流状态。
此时需使用这一情况改变压力梯度，控制其压力梯度会随着应力而发货所能改变，使油泄流至地层底部，增大了地底的阻力。
若产生较大部分的裂缝时，会提升井底原油的渗流面积，引发锈蚀情况，降低了流体对地层颗粒的冲击速度。
压裂车及其工作原理
压裂车及其工作原理
压裂车是一种专门用于油气田增产改造作业的关键设备，它的主要任务是在石油或天然气开采过程中，通过高压泵送特制的压裂液到地下油层或气层中，以形成和扩展裂缝，从而提高储层的渗透率，增加油气产量。
压裂车的工作原理概括如下：
1. 位置部署与连接：压裂车组首先会被布置在油田地面指定位置，与井口设备连接，形成高压传输管线系统。
2. 压裂液配制与注入：压裂车会泵送一种混合了支撑剂（如石英砂）、化学添加剂和大量水的压裂液。
这种压裂液具有较高的黏度和较低的剪切稀释特性，能够在地下形成稳定的携带支撑剂的流体。
3. 高压注入：通过压裂车内的多级柱塞泵产生极高的压力（通常超过数千psi 至数十万psi），将压裂液高速注入井筒直至到达预定深度的地层。
4. 地层压裂：当压裂液在地层中建立起足够高的压力时，会迫使油层岩石产生并扩展裂缝。
5. 支撑剂充填：随压裂液一同注入的支撑剂会随着裂缝的打开而进入其中，当压裂作业结束后，压裂液回流，支撑剂则滞留在裂缝中，起到支撑裂缝不闭合的作用，进而提高储层通道的导流能力，帮助油气更好地流向井筒。
6. 监控与安全：整个压裂过程由远程控制系统或指挥车密切监控，确保作业安全高效进行。
同时，压裂车可能配备有先进的自动化和安全保障系统，例如自动灭火系统，以预防和及时处理可能发生的火灾事故。
7. 工作参数调整：根据地层性质和作业需求，可以调整压裂车的输出压力、排量等参数，以达到最佳压裂效果。
浅析石油压裂支撑剂的应用
浅析石油压裂支撑剂的应用【摘要】综述了国内石油压裂用支撑剂的应用情况，对现在市场上应用的支撑剂进行了性能对比分析，根据石油压裂支撑剂对于不同闭合压力的地层适用状况，在增强导流能力的途径以及选型的方面进行了阐述，重点阐述了水力压裂支撑剂的技术现状以及应用。
【关键词】石油压裂支撑剂应用压裂支撑剂1 简述石油压裂支撑剂石油压裂支撑剂简称为石油支撑剂，是用陶瓷颗粒做成的产品，有着很高的压裂强度。
这种产品是利用煤、优质铝矾土为主要原材料，使用陶瓷进行烧结才形成的。
可以看作天然金属球、玻璃球、石英砂等中低强度的支撑剂的替代品。
其陶粒砂的生产可分为破碎、配料、粉磨、制球、煅烧、煤粉制备、成品冷却、筛分、包装等步骤。
对增产石油天然气有良好效果。
在进行石油深井开采的时候，具备高闭合、压力低的渗透性矿床经过石油压裂的处理后，导致含油气的岩层裂开，油气在裂缝形成的通道中进行聚合后流出。
流出的液体注入岩石基层，产生超过地层破裂强度的压力，导致井筒周围的岩层有裂缝，形成通道，这个通道具有高层流能力，为了保持压裂后形成的裂缝不闭合，石油产物能够流畅地通过。
用陶粒支撑材料随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，起到了支撑裂隙，使裂缝不会因为应力的释放而闭合的作用，确保较高的导流能力，使得油气畅通，增加产量。
使用使用压裂支撑剂的油井产量相较未做任何措施的油井高30-50%，甚至能延长油气井的服务年限。
可将石油压裂支撑剂按抗破碎度分别为52MPa（7500psi）、69MPa（1000psi）和86MPa（12500psi）、102MPa（15000psi）四个级别；按体积密度分为：低密度、中密度、高密度；按规格分别为：12-20 目、16-20 目、16-30 目、20-40目、30-50目、40-60目、40-70目、70-100目等。
为了满足国内外油气井的需求，用户可根据油井的深度，选用不同强度和不同规格的产品。
2 石油支撑剂的性能只要支撑剂有足够的抗磨损和抗压的能力，能够承受油气注入时的巨大的压力以及摩擦力，才能更好的地支撑人工裂缝；支撑剂的原材料颗粒相对密度一定得低，才能更好地泵入井下；支撑剂颗粒径必须按照不同的油井设计需求，通常是0.4～0.8mm，石油压裂支撑剂的球度和圆度应该大于0.9，其颗粒最好能够表面均匀、光滑，浊度值最好小于100度，才能有高的导流能力；在温度为200℃的条件下，支撑剂颗粒与压裂液以及储层流体不会发生化学作用，酸溶解度的最大允许值应小于7%。
石油压裂陶粒支撑剂研究进展探讨
石油压裂陶粒支撑剂研究进展探讨作者：师志虎韦文石磊尚养兵袁斌来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第08期【摘要】随着石油压裂陶粒支撑剂推广和应用，有效的保证了石油水力压裂技术正常运行，增加了油气井产量，对石油开发具有重要意义。
笔者结合自身实际工作经验，探讨石油压裂陶粒支撑剂的研究及发展情况，并对工业固体废料在石油压裂陶粒支撑剂的应用进行分析，希望对石油压裂支撑剂研究提供一定的参考价值。
【关键词】石油压裂陶粒支撑剂研究进展1 前言在油气井开发过程中，注入适量的压裂支撑剂不仅可以提高油层的渗透性，同时可以增加油气井的产量，提高油气井开发效益。
石油压裂支撑剂主要是指在一定深度的地层岩石裂隙中，一直呈现出开裂状态支撑物，其对两边支撑裂缝壁起着重要的作用，能够使泵注停止之后，井底内压力降低至比闭合压力要小时，让油气井井眼处裂缝始终保持张开状态。
随着水利压裂技术的发展，支撑剂合成材料也产生巨大的变化，现阶段应用的支撑剂主要以陶粒为主。
本文就陶粒支撑剂研究及发展情况进行分析，以为陶粒支撑剂后期研发提供重要依据。
2 陶粒支撑剂的制备方法现阶段应用较为广泛的支撑剂主要为石英砂支撑剂和陶粒支撑剂。
石英砂支撑剂具有密度较小、成本较低、泵送便捷等优点，同时也存在强度低、、易破碎、导油渗透差、光洁度及圆球度低等缺陷，仅适用于埋藏较浅、闭合压力且油气层均较低的水力压裂中。
而陶粒支撑剂则适用于埋藏较深、渗透性较低、闭合压力较高及温度较高的水力压裂中。
陶粒支撑剂主要是由陶瓷原料制作而成的，呈球形颗粒状，其制备方法主要有两种，即烧结制备法和熔融喷吹制备法。
2.1 熔融喷吹制备法利用熔融喷吹制备法制备形成的陶粒支撑剂，主要是把辅助材料及铝矾土等材料进行高温熔化后，在高压气体的喷吹作用下形成的。
有关研究者，利用玄武岩作为原料的配制炉料，对其进行熔化、成珠及热处理等操作后，使其成为辉石性的微晶硅酸盐珠体。
而我国专利研究中，对某种固体支撑剂和制作技术进行研究，专门针对埋藏较深的油气井压裂技术的固体支撑剂，它单颗粒的抗压强度就能达到390MPa以上，密度在2.8至3.0g/cm3之间，其密度能够在60MPa压力的条件下，破碎率将控制在0.8%至1.6%之间，圆球度等于或者大于0.9，表层的光滑度较高。
压裂
压裂：利用水力作用，使油层形成裂缝的一种方法，又称油层水力压裂。
油层压裂工艺过程是用压裂车，把高压大排量具有一定粘度的液体挤入油层，当把油层压出许多裂缝后，加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝，提高油层的渗透能力，以增加注水量(注水井)或产油量(油井)。
常用的压裂液有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液5种基本类型。
压裂酸化：在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下对地层挤酸的酸处理工艺称为压裂酸化。
可分为前置液酸压和普通酸压（或一般酸压）。
压裂酸化主要用于堵塞范围较深或者低渗透区的油气井。
注酸压力高于油( 气) 层破裂压力的压裂酸化, 人们习惯称之为酸压。
酸化液压是国内外油田灰岩油藏广泛采用的一项增产增注措施。
现已开始成为重要的完井手段。
压裂用地面工具设备主要有封井器、井口球阀、投球器、活动弯头、油壬、蜡球管汇、压裂管汇等，为井口以上地面控制类工具。
施工设备由地面设备和压裂车组两部分组成。
压裂管汇：压裂管汇是地面管线与多台压裂车连接的地面用具。
用途是将压裂车泵出的液体汇集注入压裂井的目的层，所以要求它具有耐高压、摩阻小的特点。
压裂管汇主要由主体、控制阀、由壬组成。
成树叉形。
树叉形主体采用优质合金钢管焊接而成和锻制三通组成二种，焊接加工的承压能力为60 Mpa，锻制加工的承压能力为70 Mpa。
控制阀常采用球阀和旋塞阀二种，承压能力均为70 Mpa。
压裂施工时压裂车与控制阀端2″由壬连接，通往井口的地面管线与21/2 ″由壬连接。
放空阀起排出管汇内余压和余液作用。
注意事项：①压裂管汇施工前应检查是否有合格证，在安全使用期限内，不得使用不合格和超期限产品。
②各阀按球阀使用要求进行检查、操作，③在试挤过程中发现有漏失现象应及时停车，打开放空阀泄压后方可修整。
④压裂管汇超期限不得继续使用，维修工作须送交专业检测部门进行检测维修。
蜡球管汇是可与地面管线和压裂管汇连接的地面用具。
井下作业常识之压裂
井下作业常识之压裂井下作业常识之压裂压裂是指在井筒中形成高压迫使地层形成裂缝的施工过程。
通常指水力压裂,水力压裂是指应用水力传压原理，从地面泵入携带支撑剂的高压工作液，使地层形成并保持裂缝，是被国内、外广泛应用的行之有效的增产、增注措施。
由于被支撑剂充填的高导流能力裂缝相当于扩大了井筒半径，增加了泄流面积，大大降低了渗流阻力，因而能大幅度提高油、气井产量，提高采油速度，缩短开采周期，降低采油成本。
压裂设备及管柱地面设备1、压裂井口压裂井口一般可分为两类：用采油树压裂井口；采用大弯管、投球器、井口球阀与井口控制器的专用压裂井口。
2、压裂管汇目前压裂管汇种类很多，承压和最大过砂能力也不相同。
常用的有压裂管汇车和专用的地面管汇。
专用的地面管汇有8个连接头，压裂车可任选一个连接。
高压管线外径Ф76mm，内径Ф60mm，最高压力可达100MPa。
3、投球器投球器有两种，一种是前面井口装置中用于分层压裂管柱中投钢球的投球器，另一种是选压或多裂缝压裂封堵炮眼用投球器。
美国进口投球器，最大工作压力100MPa，一次装Ф22mm的堵球200个，电动旋转投球每分钟12圈，每圈投4个球。
压裂车组压裂设备主要包括压裂车、混砂车、仪表车、管汇车等。
1、压裂泵车压裂车是压裂的主要动力设备，它的作用是产生高压，大排量的向地层注入压裂液，压开地层，并将支撑剂注入裂缝。
它是压裂施工中的关键设备，主要由运载汽车、驱泵动力、传动装置、压裂泵等四部分组成。
2、混砂车混砂车的作用是将支撑剂、压裂液及各种添加剂按一定比例混合起来，并将混好的携砂液供给压裂车，压入井内。
目前混砂车有双筒机械混砂车、风吸式混砂车和仿美新型混砂车。
混砂车主要由供液、输砂、传动三个系统组成。
3、其它设备除了压裂车、混砂车主要设备外，还有仪表车、液罐车、运砂车等。
仪表车是用于施工时，记录压裂过程各种参数，控制其它压裂设备的中枢系统，又称作压裂指挥车。
压裂管柱压裂管柱主要由压裂油管、封隔器、喷砂器、水力锚等组成。