压裂设备及其启动方法和压裂设备组技术

一种压裂设备及其启动方法和压裂设备组。该压裂设备包括压裂泵、电动机和启动装置；压裂泵被配置为将低压流体加压为高压流体；电动机包括第一绕组和第二绕组；启动装置包括第一开关和第二开关。第一绕组的阻抗大于第二绕组的阻抗，第一开关的一端与第一绕组相连，第一开关的另一端与供电设施相连，第二开关的一端与第二绕组相连，第二开关的另一端与供电设施相连。该压裂设备可在电动机启动时，闭合第一开关，利用阻抗较大的第一绕组来降低启动电流，而在电动机成功启动之后，闭合第二开关，将第二绕组接入，从而进行正常运行。由此，该压裂设备可降低电动机的启动电流，避免电动机的启动电流对供电设施造成冲击。动电流对供电设施造成冲击。动电流对供电设施造成冲击。

【技术实现步骤摘要】
压裂设备及其启动方法和压裂设备组


[0001]本公开的实施例涉及一种压裂设备、压裂设备的启动方法、和压裂设备组。

技术介绍

[0002]在石油和天然气开采领域，压裂作业是指在采油或采气过程中，利用高压的压裂液使油气层形成裂缝的一种技术。通过压裂作业可使得油气层形成裂缝，从而可改善石油或天然气在地下的流动环境，使油井产量增加。因此，压裂作业是油气田开采中主要的增产方式。另一方面，世界页岩气资源丰富，但由于页岩地层渗透率很低，目前还没有得到广泛开发。压裂技术作为页岩气开发的核心技术之一，可广泛用于页岩储层改造和页岩气的开采。
[0003]用于进行压裂作业的设备通常包括混砂设备、混配设备、压裂设备和压裂液输送设备。混砂设备和混配设备可用于制备携带有压裂砂的压裂液；压裂设备可对压裂液进行加压，以将低压的压裂液转变为高压的压裂液；压裂液输送设备可用于将低压的压裂液输送到压裂设备进行加压，也可用于将加压后的高压压裂液输送至井口进行压裂作业。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供一种压裂设备及其启动方法和压裂设备组。该压裂设备可通过启动装置和具有第一绕组和第二绕组的电动机来降低电动机的启动电流，避免电动机的启动电流对供电设施造成冲击；并且，该压裂设备的可靠性较高，并且造价较低；另外，该压裂设备无需降低启动电压，因此适合高负载启动的应用，例如压裂作业。
[0005]本公开至少一个实施例提供一种压裂设备，其包括：压裂泵，配置为将低压流体加压为高压流体；电动机，包括第一绕组和第二绕组；以及启动装置，包括第一开关和第二开关，所述第一绕组的阻抗大于所述第二绕组的阻抗，所述第一开关的一端与所述第一绕组相连，所述第一开关的另一端与供电设施相连，所述第二开关的一端与所述第二绕组相连，所述第二开关的另一端与供电设施相连。
[0006]例如，在本公开一实施例提供的一种压裂设备中，所述第一绕组包括三相绕组，所述第二绕组包括三相绕组。
[0007]例如，在本公开一实施例提供的一种压裂设备中，所述第一绕组的阻抗与所述第二绕组的阻抗的比值范围为2
‑
5。
[0008]例如，在本公开一实施例提供的一种压裂设备中，所述第一绕组的阻抗与所述第二绕组的阻抗的比值范围为3
‑
4。
[0009]例如，在本公开一实施例提供的一种压裂设备中，所述启动装置还包括：控制器，分别与所述第一开关和所述第二开关通信相连，并被配置为接收到所述电动机的启动信号后，在第一时刻闭合所述第一开关，在第二时刻闭合所述第二开关，所述第二时刻晚于所述第一时刻。
[0010]例如，在本公开一实施例提供的一种压裂设备中，所述第二时刻和所述第一时刻
的时间差的范围为5
‑
20秒。
[0011]例如，在本公开一实施例提供的一种压裂设备中，所述供电设施包括电网和发电机中的至少一个。
[0012]例如，在本公开一实施例提供的一种压裂设备还包括：传动机构，所述传动机构的一端与所述压裂泵相连，所述传动机构的另一端与所述电动机相连。
[0013]本公开至少一个实施例还提供一种压裂设备组，其包括至少一个主压裂设备，所述主压裂设备为上述任一项所述的压裂设备。
[0014]例如，在本公开一实施例提供的压裂设备组中，所述压裂设备组包括多个所述主压裂设备和多个启动开关，多个所述启动开关和多个所述主压裂设备一一对应设置，各所述启动开关的一端与对应的主压裂设备相连，另一端与所述供电设施相连。
[0015]例如，本公开一实施例提供的一种压裂设备组还包括：辅助压裂设备，与所述至少一个主压裂设备并联设置；以及变频器，所述变频器的一端与供电设施相连，所述变频器的另一端与所述辅助压裂设备相连。
[0016]例如，本公开一实施例提供的一种压裂设备组还包括：切换开关，所述切换开关的一端与所述主压裂设备相连，所述切换开关的另一端被配置为与所述变频器或者所述供电设施相连。
[0017]本公开一实施例还提供一种压裂设备的启动方法，所述压裂设备包括上述任一项所述的压裂设备，所述驱动方法包括：在第一时刻闭合所述第一开关以将所述第一绕组与所述供电设施相连；以及在第二时刻闭合所述第二开关以将所述第二绕组与所述供电设施相连，所述第二时刻晚于所述第一时刻。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
[0019]图1为一种电驱压裂设备的示意图；
[0020]图2为另一种电驱压裂设备的示意图；
[0021]图3为本公开一实施例提供的一种压裂设备的示意图；
[0022]图4为本公开一实施例提供的一种压裂设备的启动方法；
[0023]图5为本公开一实施例提供的一种压裂设备组的示意图；
[0024]图6为本公开一实施例提供的另一种压裂设备组的示意图；以及
[0025]图7为本公开一实施例提供的另一种压裂设备组的示意图。
具体实施方式
[0026]为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0027]除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并
不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
[0028]压裂设备包括原动机、传动机构和压裂泵，原动机通过传动机构与压裂泵相连，以通过传动机构向压裂泵提供机械动力；压裂泵利用该机械动力将低压的流体加压为高压的流体。通常的压裂设备采用柴油发动机作为原动机，但是该压裂设备具有以下缺点：(1)柴油发动机的体积大、重量大，容易导致压裂设备的体积大、重量大，从而导致运输受限制，功率密度低；(2)柴油发动机在运行过程中会产生废气污染和噪音污染，不环保；(3)柴油发动机的采购成本比较高，运行时单位功率燃料消耗费用高。
[0029]电驱压裂设备是一种采用电动机作为动力的压裂设备，其通常包括电动机、传动机构和压裂泵；电动机通过传动机构与压裂泵相连，以将机械动力传递给压裂泵；压力泵利用该机械动力将低压的压裂液转换为高压的压裂液，以进行压裂作业。电驱压裂设备采用电动机驱动柱塞泵，因此具有体积小、经济、节能、环保等优点。然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压裂设备，包括：压裂泵，配置为将低压流体加压为高压流体；电动机，包括第一绕组和第二绕组；以及启动装置，包括第一开关和第二开关，其中，所述第一绕组的阻抗大于所述第二绕组的阻抗，所述第一开关的一端与所述第一绕组相连，所述第一开关的另一端与供电设施相连，所述第二开关的一端与所述第二绕组相连，所述第二开关的另一端与供电设施相连。2.根据权利要求1所述的压裂设备，其中，所述第一绕组包括三相绕组，所述第二绕组包括三相绕组。3.根据权利要求1所述的压裂设备，其中，所述第一绕组的阻抗与所述第二绕组的阻抗的比值范围为2
‑
5。4.根据权利要求3所述的压裂设备，其中，所述第一绕组的阻抗与所述第二绕组的阻抗的比值范围为3
‑
4。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的压裂设备，其中，所述启动装置还包括：控制器，分别与所述第一开关和所述第二开关通信相连，并被配置为接收到所述电动机的启动信号后，在第一时刻闭合所述第一开关，在第二时刻闭合所述第二开关，所述第二时刻晚于所述第一时刻。6.根据权利要求5所述的压裂设备，其中，所述第二时刻和所述第一时刻的时间差的范围为5
‑
20秒。7.根据权利要求1
‑
4中任一项所述压裂设备，其中，所述供电设施包括电网和发电机中的至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔树桢，常胜，李守哲，赵大伟，吕亮，李心成，
申请(专利权)人：烟台杰瑞石油装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：