为满足在坚硬难垮落顶板治理、瓦斯抽采增透等领域大面积区域压裂应用中对流量、压力的需求，研制了一套兆瓦级煤矿井下压裂泵系统。该系统将自动控制和变频技术同煤矿井下压裂泵的设计相结合，能够根据煤矿井下水力压裂的不同阶段的工况需求，动态采集压裂泵性能参数数据，实时分析压裂泵的功率匹配，实现压裂过程全自动化。重点攻克了高压大流量压裂泵特殊材料及工艺、动力端可靠性、液力端可靠性以及自动控制等关键技术瓶颈。研究了适用于压裂极端工况要求的高强度、耐冲蚀马氏体沉淀硬化不锈钢，并采用超高压自增强处理，提高压裂泵液力端疲劳寿命；研究压裂泵齿轮传动及摩擦副等关键可靠性技术，实现兆瓦级功率条件下压裂泵传动系统的高可靠运行；通过计算机仿真，，优化了压裂泵液力端吸排液系统的结构、性能；攻克了深钻孔低频变流量坐封技术、煤岩层起裂自动识别技术及循环压裂控制技术，实现压裂全流程的自动化控制该系统分别在曹家滩矿122110特厚煤层工作面和东李煤矿1250瓦斯治理巷进行了工业性试验；曹家滩矿试验显示：坚硬顶板预裂弱化治理裂缝扩展压力平稳，稳压时压力最高可达32.4MPa，平均流量可达100 m3/h；东李煤矿瓦斯增透试验结果显示，实施水力压裂增透工艺10d后，平均瓦斯抽采纯量增大到1.596m3/min，约为对比验证普通钻孔抽采工艺的29倍。

0 引言
1 系统的总体组成
1.1 整体参数
1.2 系统组成及原理
1.2.1 变频控制系统
1.2.2 电驱压裂泵
1.2.3 状态检测系统
2 系统设计解决的关键问题
2.1 动力端总成设计
2.2 液力端总成设计
2.3 煤矿井下压裂泵控制系统设计
3 系统关键技术
3.1 压裂泵特殊材料及特殊工艺
3.2 压裂泵动力端高承载高功重比技术
3.3 压裂泵液力端高可靠性技术
3.4 自动能控制技术
4 工业性试验
5 结论