[發明專利]一種應用頁巖氣開采的壓裂泵泵組自動控制方法

有效

• 申請號: 202110362468.5
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113153716B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 余俊勇;董方正
• 申請（專利權）人: 四川宏華電氣有限責任公司
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06;E21B43/26
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種應用頁巖氣開采的壓裂泵泵組自動控制方法，包括如下步驟：步驟1：對多個壓裂泵進行編組，設定其總排量；步驟2：啟動泵組運行，控制泵組中各壓裂泵的排量，均分泵組總排量；步驟3：泵組PLC實時監測各壓裂泵PLC的狀態，并將監測數據上報至上位機，上位機對泵組PLC發送的數據進行分析并輸出指令至泵組PLC，控制各壓裂泵執行對應動作。本發明的有益效果：能夠解決不同泵況下泵組中單泵排量按實際需要分配的情況，泵組中的泵通過開啟單泵調節使能功能，在單獨操作單泵的同時泵組自動重新分配排量，保證總排量不變。

技術領域

本發明涉及頁巖氣壓裂施工作業領域，主要用于壓裂橇或壓裂車的控制，涉及一種應用與頁巖氣開采的壓裂泵泵組自動控制方法。

背景技術

在石油領域，壓裂是指采油或采氣過程中，利用水力作用，使油氣層形成裂縫的一種方法，又稱水力壓裂。壓裂是人為地使地層產生裂縫，改善油在地下的流動環境，使油井產量增加，對改善油井井底流動條件、減緩層間和改善油層動用狀況可起到重要的作用。

在非常規油氣田開發中，壓裂作業的規模越來越大，每個平臺上配置的壓裂泵數量在十至二十臺不等，在壓裂施工作業中操作人員需要對十臺以上的壓裂泵進行操作，單泵操作的方式較為不便，目前國內外針對壓裂泵泵組的操作有分組集中控制的方案，但在實際的應用中由于施工出現的超壓停泵、單泵運行異常等情況沒有做合理的算法處理，導致了泵組集中控制功能在現場的使用時操作不夠方便，最終沒有在壓裂泵施工中推廣應用，目前壓裂施工依舊采用單泵手動操作的方式，此方式對于操作人員而言，增加了施工中排量調節的操作步驟，并且不滿足今后智能化壓裂自動調節排量的要求。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述目的，提出一種應用與頁巖氣開采的壓裂泵泵組自動控制方法。

一種應用頁巖氣開采的壓裂泵泵組自動控制方法，包括如下步驟：

步驟1：對多個壓裂泵進行編組，設定其總排量；

步驟2：啟動泵組運行，控制泵組中各壓裂泵的排量，均分泵組總排量；

步驟3：泵組集中控制PLC作為壓裂泵泵組自動控制的主控制器，通過message指令與各壓裂泵PLC建立通訊，采集每臺壓裂泵的數據；

步驟4：根據返回的數據，依次向各壓裂泵PLC發送指令，控制壓裂泵排量。

需要理解的是，所述壓裂泵PLC通過工業以太網與泵組PLC進行數據交互。

所述步驟4具體包括如下步驟：

步驟41：泵組運行正常時，根據液缸尺寸計算對于的電機轉速，將轉速分配到對應的壓裂泵上，使不同液缸尺寸的壓裂泵均分相同的排量；

步驟:42：若泵組中的壓裂泵運行出現超壓或故障停泵時，泵組PLC扣除異常壓裂泵的排量，使總排量降低，保持其它泵組排量不變；

步驟43：若泵組中的泵運行出現故障，但不需停泵時，泵組PLC單獨控制泵組中出現故障的排量，補償其它壓裂泵排量，通過控制各壓裂泵執行對應動作控制各壓裂泵的排量。

本發明的有益效果：能夠解決不同泵況下泵組中單泵排量按實際需要分配的情況，泵組中的泵通過開啟單泵調節使能功能，在單獨操作單泵的同時泵組自動重新分配排量，保證總排量不變。在單泵出現故障或者超壓停泵的時候，泵組總排量自動扣除該泵排量，滿足施工作業的要求，避免泵組自動提高排量的錯誤動作。在泵組中的某臺泵切換至單泵模式后，泵組總排量自動扣除該泵的排量，保證了施工的總排量不變，實現無擾動切換。

附圖說明

圖1為本發明的步驟流程圖。

圖2為本發明的控制流程圖。

圖3為本發明的實施例1。

圖4為本發明的實施例2。