[發(fā)明專利]混砂車自動(dòng)控制系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310266823.4
• 申請(qǐng)日: 2013-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103412521A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧果;王江陽(yáng);李楊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都宏天電傳工程有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418;E21B43/267
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油鉆井設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是混砂車自動(dòng)控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

混砂車主要用于加砂壓裂作業(yè)中將液體和支撐劑、添加劑按一定比例均勻混合，可想施工中的混砂車以一定壓力馬達(dá)送不同砂比、不同黏度的壓裂液進(jìn)行壓裂作業(yè)，使用于大、中型油井壓裂、酸化施工作業(yè)。現(xiàn)有的混砂車存在生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集不及時(shí)、不全面以及自動(dòng)控制功能不完善的問(wèn)題。現(xiàn)有控制系統(tǒng)傳輸距離近，傳輸數(shù)據(jù)少，不能及時(shí)觀察監(jiān)控到現(xiàn)場(chǎng)工作情況，盡管每臺(tái)混砂車上都有相應(yīng)的狀態(tài)及故障指示儀表，但只能供一線操作人員讀取，數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、采集工作量大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種操作簡(jiǎn)單、性能可靠、提高工作效率的混砂車自動(dòng)控制系統(tǒng)及其控制方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：混砂車自動(dòng)控制系統(tǒng)，它包括帶顯示屏控制面板、控制器、參數(shù)采集系統(tǒng)和控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述的參數(shù)采集系統(tǒng)包括用于監(jiān)測(cè)混合筒內(nèi)液位高度的混合筒液位傳感器、用于監(jiān)測(cè)排出泵出口壓力的排出壓力傳感器、用于監(jiān)測(cè)砂密度的砂密度傳感器和用于監(jiān)測(cè)添加劑密度的添加劑密度傳感器，所述的控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括吸入液壓馬達(dá)、管匯排出液壓馬達(dá)、輸砂液壓馬達(dá)和添加劑液壓馬達(dá)，所述的四個(gè)液壓馬達(dá)分別通過(guò)液壓油路連接有與之對(duì)應(yīng)的液壓泵，所述的四個(gè)液壓馬達(dá)的油口均通過(guò)電磁閥與液壓泵相通，控制器的輸出端與每個(gè)電磁閥的控制端相連；控制器還通過(guò)線路連接帶顯示屏控制面板、混合筒液位傳感器、排出壓力傳感器、砂密度傳感器和添加劑密度傳感器。

它還包括一個(gè)遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)，控制器通過(guò)有線或無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)。

所述的有線或無(wú)線采用以太網(wǎng)傳輸協(xié)議。

混砂車自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法，它包括以下步驟：

S1、通過(guò)帶顯示屏控制面板設(shè)定液位高度、砂密度、添加劑密度和排出泵出口壓力；

S2、混合筒液位傳感器將測(cè)量的混合筒的液位高度傳輸至控制器，控制器輸出控制信號(hào)至吸入液壓馬達(dá)對(duì)應(yīng)的電磁閥，從而控制由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的吸入泵的轉(zhuǎn)速；

S3、砂密度傳感器將測(cè)量的混合筒內(nèi)液體的砂密度輸送至控制器，控制器輸出控制信號(hào)至輸砂液壓馬達(dá)對(duì)應(yīng)的電磁閥，從而控制由輸砂液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的絞龍的轉(zhuǎn)速；

S4、添加劑密度傳感器將測(cè)量的混合筒內(nèi)液體的添加劑密度輸送至控制器，控制器輸出控制信號(hào)至添加劑液壓馬達(dá)對(duì)應(yīng)的電磁閥，從而控制由添加劑液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的添加劑泵的轉(zhuǎn)速；

S5、排出壓力傳感器將測(cè)量的排出泵出口壓力輸送至控制器，控制器輸出控制信號(hào)至管匯排出液壓馬達(dá)對(duì)應(yīng)的電磁閥，從而控制由管匯排出液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的排出泵的轉(zhuǎn)速。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明適用于各種惡劣環(huán)境，操作簡(jiǎn)單，性能可靠，全自動(dòng)控制作業(yè)，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，作業(yè)質(zhì)量有保障；實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)匯總和分析，控制準(zhǔn)確、高效、實(shí)時(shí)性好，保證了作業(yè)人員安全；既可本地監(jiān)控又能遠(yuǎn)程監(jiān)控，在混砂車本地的操作人員和在遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)處的操作人員均可以及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)工況數(shù)據(jù)或調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)，在遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)處的操作人員可同時(shí)監(jiān)控多臺(tái)與該遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)通過(guò)有線或無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)連接降的混砂車，相比現(xiàn)有技術(shù)，極大地降低了監(jiān)控難度、提高了監(jiān)控效率；本發(fā)明可以設(shè)定運(yùn)行參數(shù)，使混砂車自動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)行；具有方便控制、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)集中、控制距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1?為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。?

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述：

如圖1所示，混砂車自動(dòng)控制系統(tǒng)，它包括帶顯示屏控制面板、控制器、參數(shù)采集系統(tǒng)和控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述的參數(shù)采集系統(tǒng)包括用于監(jiān)測(cè)混合筒內(nèi)液位高度的混合筒液位傳感器、用于監(jiān)測(cè)排出泵出口壓力的排出壓力傳感器、用于監(jiān)測(cè)砂密度的砂密度傳感器和用于監(jiān)測(cè)添加劑密度的添加劑密度傳感器，所述的控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括吸入液壓馬達(dá)、管匯排出液壓馬達(dá)、輸砂液壓馬達(dá)和添加劑液壓馬達(dá)，所述的四個(gè)液壓馬達(dá)分別通過(guò)液壓油路連接有與之對(duì)應(yīng)的液壓泵，所述的四個(gè)液壓馬達(dá)的油口均通過(guò)電磁閥與液壓泵相通，控制器的輸出端與每個(gè)電磁閥的控制端相連；控制器還通過(guò)線路連接帶顯示屏控制面板、混合筒液位傳感器、排出壓力傳感器、砂密度傳感器和添加劑密度傳感器。四個(gè)液壓泵的輸入軸分別通過(guò)分動(dòng)箱與發(fā)動(dòng)機(jī)相連。

它還包括一個(gè)遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)，控制器通過(guò)有線或無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)，通過(guò)該遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)可以讀取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或?qū)焐败囘M(jìn)行調(diào)控。