压裂泵车控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种压裂泵车控制系统，压裂泵车上设置有底盘发动机、车台发动机、液力传动箱、压裂泵、触摸屏、PLC、交换机、网关、变速器控制模块、发动机控制模块、DO模块、DI模块、AI模块和控制箱，压裂泵的压裂液吸入管连接到混砂车的压裂液排出口，压裂泵的高压排出管接入气井内，触摸屏、网关和PLC均与交换机通信连接，变速器控制模块和发动机控制模块均与网关连接，PLC、DO模块、DI模块和AI模块依次串联，AI模块与压裂泵的多个传感器连接，DO模块和DI模块均与控制箱连接。本实用新型专利技术能单机进行施工作业，也可以多台设备组成机组与其它设备实现联机作业，控制方式统一性高，降低了施工难度，提高了机组压力，在高压区块也能够进行压裂改造。

Fracturing pump control system

The utility model discloses a fracturing pump control system, fracturing pump is arranged on the vehicle chassis engine, car engine, gearbox, hydraulic fracturing pump, touch screen, PLC, switch, gateway, transmission control module, engine control module, DO module, DI module, AI module and control box, fracturing hydraulic fracturing pump suction pipe connected to the fracturing fluid sand mixer outlet, high pressure fracturing pump discharge pipe wells in the touch screen, access, gateway and PLC are connected with a communication switch, transmission control module and engine control module and gateway, PLC, DO module, DI module and AI module are connected in series a plurality of sensors, AI module and fracturing pump connection, DO module and DI module are connected with the control box. The utility model can stand-alone construction work, also can realize the on-line operation of multiple devices composed of units and other equipment, control of unity, reduce the difficulty of construction, improve the unit pressure of fracturing in high pressure can also block.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油天然气
，尤其涉及一种压裂泵车控制系统。
技术介绍
国内油田在用设备中60％以上用1800型和2000型压裂车，其中进口设备占50％。在我国西部油气田多达10台以上的2000型压裂车进行联合作业已经较为普及，连续工作时间达到4h，但是由于设备较多，控制方式不统一造成施工难度的增大。大型施工中由于设备有限，造成发动机长时间满负荷工作，发动机如果长时间在满功率状况下工作将缩短其使用寿命，所以在实际压裂作业过程中，通常需要配置更多的备用设备以提高施工作业的安全性，但是受到井场地域和面积的限制，会给施工带来诸多的困难。压裂设备长时间在高压环境下施工作业将加剧压裂泵损坏，降低施工作业的安全性。如果将设备的最高工作压力提高到140MPa，可以降低设备的运行区间，提高设备的使用寿命和施工作业的安全性，但是，由于受作业设备的限制，国内油气田在开发过程中当施工压力超过95MPa以上的井，只能采取放弃压裂的方式，造成在我国西南地区的高压区块目前不能进行压裂改造。综上所述，传统技术的存在以下缺陷：1、设备多、控制方式不统一造成施工难度增大；2、传统压裂泵车多采用单机进行施工作业，泵车控制系统很少可以实现多台设备组成机组并和其他设备联机作业；3、高压施工作业需要大型装备，受作业设备限制，国内油气田在开发过程中当施工压力超过95MPa时，只能采取弃压裂的方式，造成高压区块目前不能进行压裂改造。
技术实现思路
本技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种压裂泵车控制系统。本技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种压裂泵车控制系统，所述压裂泵车上设置有底盘发动机、车台发动机、液力传动箱、压裂泵、触摸屏、PLC、交换机、网关、变速器控制模块、发动机控制模块、DO模块、DI模块、AI模块和控制箱，所述底盘发动机的动力驱动端与所述车台发动机的马达驱动端连接，所述压裂泵设置有压裂泵动力输入轴，所述车台发动机的动力输出端通过液力传动箱与所述压裂泵动力输入轴连接，所述压裂泵的压裂液吸入管连接到混砂车的压裂液排出口，所述压裂泵的高压排出管接入气井内，所述触摸屏、所述网关和所述PLC均与所述交换机通信连接，所述变速器控制模块和所述发动机控制模块均与所述网关连接，所述PLC、所述DO模块、所述DI模块和所述AI模块依次串联，所述AI模块与所述压裂泵的多个传感器连接，所述DO模块和所述DI模块均与所述控制箱连接。进一步地，所述控制箱设置有超压报警灯、启动继电器、空挡继电器、运行继电器、急停继电器、传动箱报警灯、大泵校准器、大泵报警灯、启动按钮和运行按钮，所述超压报警灯、所述启动继电器、所述空挡继电器、所述运行继电器、所述急停继电器、所述传动箱报警灯、所述大泵校准器和所述大泵报警灯均与所述DO模块连接，所述启动按钮和所述运行按钮均与所述DI模块连接。进一步地，所述压裂泵设置有液压油温传感器、大泵油压传感器、大泵油温传感器、大泵压力传感器和柴油箱油位传感器，所述液压油温传感器、所述大泵油压传感器、所述大泵油温传感器、所述大泵压力传感器和所述柴油箱油位传感器均与所述AI模块连接。进一步地，所述PLC、所述DO模块、所述DI模块和所述AI模块之间均通过背板总线连接。本技术的有益效果在于：本技术可以单机进行施工作业，也可以多台设备组成机组与其它设备实现联机作业，控制方式统一性高，降低了施工难度，提高了机组压力，在高压区块也能够进行压裂改造。附图说明图1是本技术所述压裂泵车控制系统的结构原理示意框图；图2是本技术所述压裂泵车控制系统的控制网络示意框图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：如图1和图2所示，压裂泵车上设置有底盘发动机、车台发动机、液力传动箱、压裂泵、触摸屏、PLC、交换机、网关、变速器控制模块、发动机控制模块、DO模块、DI模块、AI模块和控制箱，底盘发动机的动力驱动端与车台发动机的马达驱动端连接，压裂泵设置有压裂泵动力输入轴，车台发动机的动力输出端通过液力传动箱与压裂泵动力输入轴连接，压裂泵的压裂液吸入管连接到混砂车的压裂液排出口，压裂泵的高压排出管接入内，触摸屏、网关和PLC均与交换机通信连接，变速器控制模块和发动机控制模块均与网关连接，PLC、DO模块、DI模块和AI模块依次串联，AI模块与压裂泵的多个传感器连接，DO模块和DI模块均与控制箱连接，PLC、DO模块、DI模块和AI模块之间均通过背板总线连接。控制箱设置有超压报警灯、启动继电器、空挡继电器、运行继电器、急停继电器、传动箱报警灯、大泵校准器、大泵报警灯、启动按钮和运行按钮，超压报警灯、启动继电器、空挡继电器、运行继电器、急停继电器、传动箱报警灯、大泵校准器和大泵报警灯均与DO模块连接，启动按钮和运行按钮均与DI模块连接。压裂泵设置有液压油温传感器、大泵油压传感器、大泵油温传感器、大泵压力传感器和柴油箱油位传感器，液压油温传感器、大泵油压传感器、大泵油温传感器、大泵压力传感器和柴油箱油位传感器均与AI模块连接。本技术所述压裂泵车控制系统，底盘发动机、车台发动机、液力传动箱和压裂泵均安装在压裂泵车上，压裂泵车的工作原理是通过底盘发动机动力驱动车台发动机的启动马达，使车台发动机工作；车台发动机所产生的动力，通过液力传动箱和传动轴传到压裂泵动力输入轴，驱动压裂泵进行工作；混砂车供给的压裂液由吸入管汇进入压裂泵，经过压裂泵增压后由高压排出管排出，注入气井下实施压裂作业。压裂泵车控制网络主要由触摸屏、PLC、交换机、Ethernet/IP转J1939、发动机控制模块、变速器控制模块、DI模块、DO模块和AI模块等组成。其中触摸屏选用ABpanelviewplus61500触屏，PLC选用AB1769-L24ER-QBFC1B，交换机选用EDS－508A，网关为AB7665-C。压裂泵车控制主要包括发动机控制、液力传动箱控制、压裂泵控制、冷却系统控制、润滑系统控制、加热系统控制、气压系统控制等。此部分主要对发动机、液力传动箱和压裂泵进行控制。发动机控制(除启动外)和液力传动箱的控制都是通过J1939总线协议控制，PLC通过Ethernet/IP转J1939去读取和发送ECM和TCM中的各种仪表指示和控制命令，将发动机和液力传动箱中的数据读取到触摸屏显示；把触本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压裂泵车控制系统，其特征在于：所述压裂泵车上设置有底盘发动机、车台发动机、液力传动箱、压裂泵、触摸屏、PLC、交换机、网关、变速器控制模块、发动机控制模块、DO模块、DI模块、AI模块和控制箱，所述底盘发动机的动力驱动端与所述车台发动机的马达驱动端连接，所述压裂泵设置有压裂泵动力输入轴，所述车台发动机的动力输出端通过液力传动箱与所述压裂泵动力输入轴连接，所述压裂泵的压裂液吸入管连接到混砂车的压裂液排出口，所述压裂泵的高压排出管接入气井内，所述触摸屏、所述网关和所述PLC均与所述交换机通信连接，所述变速器控制模块和所述发动机控制模块均与所述网关连接，所述PLC、所述DO模块、所述DI模块和所述AI模块依次串联，所述AI模块与所述压裂泵的多个传感器连接，所述DO模块和所述DI模块均与所述控制箱连接。

【技术特征摘要】
1.一种压裂泵车控制系统，其特征在于：所述压裂泵车上设置有底盘发动
机、车台发动机、液力传动箱、压裂泵、触摸屏、PLC、交换机、网关、变速器
控制模块、发动机控制模块、DO模块、DI模块、AI模块和控制箱，所述底盘发
动机的动力驱动端与所述车台发动机的马达驱动端连接，所述压裂泵设置有压
裂泵动力输入轴，所述车台发动机的动力输出端通过液力传动箱与所述压裂泵
动力输入轴连接，所述压裂泵的压裂液吸入管连接到混砂车的压裂液排出口，
所述压裂泵的高压排出管接入气井内，所述触摸屏、所述网关和所述PLC均与
所述交换机通信连接，所述变速器控制模块和所述发动机控制模块均与所述网
关连接，所述PLC、所述DO模块、所述DI模块和所述AI模块依次串联，所述
AI模块与所述压裂泵的多个传感器连接，所述DO模块和所述DI模块均与所述
控制箱连接。
2.根据权利要求1所述的压裂泵车控制系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨震，
申请(专利权)人：中船重工成都炎兴电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51