[實用新型]一種壓裂車控制系統及控制箱

有效

• 申請號: 202020450556.1
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN211653479U
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 劉明明;馬收;魏玉華;楊紅蕾;李強
• 申請（專利權）人: 華美孚泰油氣增產技術服務有限責任公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 北京華仁聯合知識產權代理有限公司 11588
• 代理人: 尹春雷

一種壓裂車控制系統及控制箱，屬于水力壓裂設備領域?？刂葡到y包括：數據傳輸模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、數據顯示模塊、數據控制模塊與輔助模塊；數據采集模塊包括發動機ECM及傳感器、傳動箱ECM及傳感器、液力端壓力傳感器；數據處理模塊包括PLC CPU、模擬量輸入模塊、繼電器輸出模塊、模擬量輸出模塊、J1939模塊；數據傳輸模塊包括以太網通信模塊、壓裂車無線電收發器、交換機；數據顯示模塊包括墨菲表、人機交互界面、信號燈；數據控制模塊包括緊急停車按鈕、強制潤滑按鈕、發動機啟動按鈕、有數據采集控制軟件的電腦；輔助模塊包括控制箱電源開關、發動機電源開關、穩壓電源、工業風機?？刂葡浒C箱與控制系統。

技術領域

本實用新型屬于水力壓裂設備領域，涉及一種壓裂車控制系統及控制箱。

背景技術

頁巖氣開發主要采用大規模水力壓裂技術，在地層形成復雜裂縫網絡，提高地層導流能力，增加頁巖氣產量。壓裂車是水力壓裂施工中最重要的施工設備，可以將壓裂液加壓后泵入地層，進而壓開地層形成裂縫。目前，頁巖氣壓裂施工規模較大，要求現場壓裂車配備達到45000水馬力，即至少18輛2500型壓裂車或20輛2300型壓裂車，這就要求現場具有穩定可靠的控制系統，保證技術人員可以控制壓裂車按照設計進行水力壓裂施工。

目前壓裂車控制系統及控制箱種類繁多，各有優缺點。存在的主要問題有控制系統傳輸數據少、傳輸距離近，無法滿足施工指揮人員實時監測設備運行情況，易造成壓裂車損壞，給壓裂施工帶來風險。此外，信號傳輸模式單一，控制系統穩定性較差，影響施工質量。

發明內容

本實用新型的目的是提高一種壓裂車控制系統及控制箱，可以采集并顯示多種壓裂車運轉參數，可以實時傳輸到壓裂車數據采集控制軟件上，便于技術人員監測分析與控制壓裂車。此外，壓裂車控制系統具有有線和無線兩種傳輸模式，可以快速切換，有助于數據快速、穩定傳輸，提高設備運轉穩定性，保證施工質量。本實用新型的目的通過以下技術方案實現。

一種壓裂車控制系統，主要由以下部分構成：數據傳輸模塊、數據采集模塊、數據處理模塊、數據顯示模塊、數據控制模塊與輔助模塊。其中，數據采集模塊主要有發動機ECM及其傳感器、傳動箱ECM及其傳感器、液力端壓力傳感器等；數據處理模塊主要有PLC CPU、模擬量輸入模塊、繼電器輸出模塊、模擬量輸出模塊、機箱、J1939模塊等；數據傳輸模塊主要有以太網通信模塊、壓裂車無線電收發器、交換機等；數據顯示模塊主要有墨菲表、人機交互界面、信號燈等；數據控制模塊主要有緊急停車按鈕、強制潤滑按鈕、發動機啟動按鈕、安裝有壓裂車數據采集控制軟件的電腦等；輔助模塊主要有控制箱電源開關、發動機電源開關、穩壓電源、工業風機等。

數據傳輸模塊可以通過有線與無線傳輸兩種模式將PLC CPU與安裝有壓裂車數據采集控制軟件的電腦連接起來，采用以太網傳輸協議。有線方式為：PLC CPU-以太網通信模塊-儀表車網線接口-儀表車交換機-電腦；無線方式為：PLC CPU-以太網通信模塊-壓裂車無線電收發器-儀表車無線電收發器-儀表車交換機-電腦。兩種模式可以快速切換，提高了控制系統的穩定性。

數據采集模塊主要用于采集發動機、傳動箱、液力端的運轉信息，并傳輸到數據處理模塊與數據顯示模塊。運轉信息包括轉速、油溫、油壓、水溫、氣壓、施工壓力、發動機負載等。運轉信息信號主要通過發動機/傳動箱ECM接口、液力端壓力傳感器接口傳輸到數據處理模塊與數據顯示模塊。

數據處理模塊主要接收從數據采集模塊傳來的信息，進行相應處理，發送到安裝有壓裂車數據采集控制軟件的電腦。信號傳輸流程為：發動機/傳動箱ECM-J1939模塊-PLCCPU-有線或無線傳輸-壓裂車數據采集控制軟件。此外，還接收來自壓裂車數據采集控制軟件的指令，包括發動機油門、傳動箱檔位、潤滑等，分析處理后發送到發動機和傳動箱。信號傳輸流程為：壓裂車數據采集控制軟件-有線或無線傳輸-PLC CPU-繼電器輸出模塊/模擬量輸出模塊-發動機/傳動箱ECM、潤滑系統、信號燈。