[實用新型]一種用于壓裂撬的中壓交流變頻驅動與控制系統

有效

• 申請號: 201821962372.2
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN209687698U
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 張力;樊春明;李磊;李雙鵬;宋學蓮
• 申請（專利權）人: 寶雞石油機械有限責任公司
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06;F04B17/03
• 代理公司: 61214 西安弘理專利事務所
• 代理人: 寧文濤<國際申請>=<國際公布>=<進入

本實用新型提供一種用于壓裂撬的中壓交流變頻驅動與控制系統，包括井場電網系統、壓裂撬與遠程控制PC，所述井場電網系統包括高壓開關柜，高壓開關柜連接中壓變頻器輸入端；所述壓裂撬包括變頻電機，變頻電機連接有壓裂泵，所述變頻電機與壓裂泵作為輸入端連接在數據采集模塊上，所述數據采集模塊的輸出端連接控制柜，控制柜連接在中壓變頻器輸出端上，上述各部件均通過電纜連接，所述控制柜通過以太網還連接有網絡攝像頭與遠程控制PC，解決了大功率電驅動壓裂裝備因過大過重而難以布局在壓裂撬上的問題，同時可實現自動試壓與盤泵操作，提高了壓裂作業效率。

技術領域

本實用新型屬于油氣開發與增產裝備技術領域，具體涉及一種用于壓裂撬的中壓交流變頻驅動與控制系統。

背景技術

壓裂泵設備是提高油氣采收率和頁巖油氣等非常規資源開采的重要裝備。傳統壓裂泵設備大多采用柴油機驅動，通過改變柴油機的轉速和傳動箱的檔位來調節壓裂泵的轉速，從而控制注入壓裂液的排量，但這種方案存在排量控制不夠靈活、燃油消耗量大、排放超標、環境污染嚴重等問題。近年來，隨著頁巖氣開采規模的不斷擴大，采用傳統柴油機驅動的壓裂泵送設備越來越難以滿足實際需求。

針對這些問題，采用交流變頻電機代替柴油機和傳動箱直接驅動壓裂泵的技術方案應運而生。這種方案具有噪音小，環境污染小，控制靈活等優點，優化了壓裂作業。目前市場上已出現一定規模的電驅壓裂設備，但功率較小，難以滿足壓裂功率需求的激增，且低壓大功率變頻器在接入電網時往往會產生諧波效應，影響其它設備正常運行。

因此，考慮如何將中高壓變頻器應用于壓裂泵設備具有重大意義。中高壓變頻器不僅能提供更大的功率，而且這種變頻器集成有移相整流變壓器，采用18脈以上的多重化整流方式，諧波電流小，未來必將逐步成為壓裂泵設備的主流。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于壓裂撬的中壓交流變頻驅動與控制系統，該系統能夠實現電驅壓裂泵設備系統的集成和撬裝化成套。

本實用新型所采用的技術方案是一種用于壓裂撬的中壓交流變頻驅動與控制系統，包括井場電網系統、壓裂撬與遠程控制PC，所述井場電網系統包括高壓開關柜，高壓開關柜連接中壓變頻器輸入端；所述壓裂撬包括變頻電機，變頻電機連接有壓裂泵，所述變頻電機與壓裂泵作為輸入端連接在數據采集模塊上，所述數據采集模塊的輸出端連接控制柜，控制柜連接在中壓變頻器輸出端上，所述控制柜通過以太網還連接有網絡攝像頭與遠程控制PC。

本實用新型的特點還在于：

其中所述數據采集模塊包括采集單元，采集單元連接交換機，交換機還連接有嵌入式PC；

其中所述采集模塊分別連接有轉速傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、位移傳感器、液位傳感器和堵塞信號傳感器；

其中所述交換機一端設置有網關與觸屏，交換機另一端連接有POE供電器與網絡攝像頭；

其中所述嵌入式PC包括變頻器與斷路器，所述嵌入式PC通過云端連接遠程控制PC。

本實用新型的有益效果是

本實用新型的一種用于壓裂撬的中壓交流變頻驅動與控制系統解決了大功率電驅動壓裂裝備因過大過重而難以布局在壓裂撬上的問題，同時可實現自動試壓與盤泵操作，提高了壓裂作業效率，減輕了維護人員勞動強度，還具有視頻監控壓裂泵或作業區域功能，提高了設備運行的穩定性和安全性。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種用于壓裂撬的中壓交流變頻電驅動與控制系統的主要系統結構框圖；

圖2是本實用新型的一種用于壓裂撬的中壓交流變頻電驅動與控制系統的主電路電氣原理圖；

圖3是本實用新型一種用于壓裂撬的中壓交流變頻電驅動與控制系統的控制系統框圖；