[發明專利]一種壓裂泵組控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 202111241034.6
• 申請日: 2021-10-25
• 公開（公告）號: CN114198292A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 劉波;王超;趙康康;于遠征;李然;王大龍;王初亮;高娜
• 申請（專利權）人: 北京天瑪智控科技股份有限公司;北京煤科天瑪自動化科技有限公司
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06;F04B49/20;F04B49/02;F04B53/18;E21C41/18;E21B43/26
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅嵐

本申請提出一種壓裂泵組控制系統及控制方法，其中，本申請第一方面提出的一種壓裂泵組控制系統，包括：中央控制單元，中央控制單元用于接收壓裂泵的目標壓力值；壓裂泵傳感器組，壓裂泵傳感器組用于檢測壓裂泵的實際壓力值；壓裂泵控制器，壓裂泵控制器分別與中央控制單元及壓裂泵傳感器組電連接，其用于比較目標壓力值與實際壓力值，以及判斷實際壓力值是否突降；變頻器，變頻器與壓裂泵控制器電連接；壓裂泵電機，壓裂泵電機與變頻器電連接，本申請和現有技術相比所具有的優點是：使壓裂泵電機能夠快速且連續的調整轉速，自動化程度高，有效提高煤層壓裂效率，且使煤層壓裂作業的安全性更高。

技術領域

本申請涉及壓裂泵組技術領域，尤其涉及一種壓裂泵組控制系統及控制方法。

背景技術

煤礦井下壓裂技術是一項煤礦井下圍巖控制技術，該技術主要應用于堅硬頂板弱化和高應力巷道圍巖卸壓，該技術的實施方法是利用壓裂泵組在煤層注液孔內注入高壓水或其他壓裂介質，使得煤層產生裂隙并發育成長，從而有效促進沖擊地壓防控、動壓巷道卸壓、孤島工作面頂板弱化、堅硬頂煤冒放性改善和工作面滯垮頂板的區域壓裂改性等。

目前壓裂泵組的開啟中無法調節壓裂泵電機的轉速，只能依靠機械式液力變速器實現壓裂泵電機按照設定檔位變速，效率較低且精度較差，而且，壓裂泵組在進行注液后，注液孔內的壓力持續上升，且上升幅度大，容易造成煤層注液孔內壓裂完成后其內的壓力過高，導致壓裂作業的安全性較低。

發明內容

本申請旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本申請的目的在于提出一種壓裂泵組控制系統及控制方法。

為達到上述目的，本申請第一方面提出的一種壓裂泵組控制系統，包括：中央控制單元，所述中央控制單元用于接收壓裂泵的目標壓力值；壓裂泵傳感器組，所述壓裂泵傳感器組用于檢測所述壓裂泵的實際壓力值；壓裂泵控制器，所述壓裂泵控制器分別與所述中央控制單元及所述壓裂泵傳感器組電連接，其用于比較所述目標壓力值與所述實際壓力值，以及判斷所述實際壓力值是否突降；變頻器，所述變頻器與所述壓裂泵控制器電連接；壓裂泵電機，所述壓裂泵電機與所述變頻器電連接。

所述壓裂泵組控制系統還包括：水箱控制器，所述中央控制單元與所述壓裂泵控制器通過所述水箱控制器電連接；水箱傳感器組，所述水箱傳感器組與所述水箱控制器電連接；電磁先導閥，所述電磁先導閥與所述水箱控制器電連接；電動調節閥，所述電動調節閥與所述水箱控制器電連接；第一真空電磁啟動器，所述第一真空電磁啟動器與所述水箱控制器電連接；增壓泵電機，所述增壓泵電機與所述第一真空電磁啟動器電連接。

所述水箱傳感器組包括：水箱液位傳感器，所述水箱液位傳感器與所述水箱控制器電連接；回液流量傳感器，所述回液流量傳感器與所述水箱控制器電連接；出液流量傳感器，所述出液流量傳感器與所述水箱控制器電連接。

所述中央控制單元包括：中央控制器，所述中央控制器與所述水箱控制器電連接；監控主機，所述監控主機與所述中央控制器電連接。

所述中央控制器通過隔離耦合器與所述水箱控制器電連接，所述監控主機通過信號轉換器與所述中央控制器電連接。

所述壓裂泵組控制系統還包括：第二真空電磁啟動器，所述第二真空電磁啟動器與所述壓裂泵控制器電連接；潤滑油泵電機，所述潤滑油泵電機與所述第二真空電磁啟動器電連接。

所述壓裂泵傳感器組包括：進液壓力傳感器，所述進液壓力傳感器與所述壓裂泵控制器電連接；出液壓力傳感器，所述出液壓力傳感器與所述壓裂泵控制器電連接；潤滑油壓力傳感器，所述潤滑油壓力傳感器與所述壓裂泵控制器電連接；壓裂泵液位傳感器，所述壓裂泵液位傳感器與所述壓裂泵控制器電連接；溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述壓裂泵控制器電連接。