阅读说明：本技术 一种自动供配液系统 (Automatic liquid supply and distribution system ) 是由 王敬平 宋艳春 关晓辉 董思 赵怀洲 张天威 胡德文 周迎春 刘剑 于 2019-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及油田装备技术领域,尤其涉及一种自动供配液系统。包括：主供液系统,副供液系统、液添系统以及自动控制系统；其中,所述主供液系统用于向混砂车进行供液；所述副供液系统用于向配酸设备和配液设备提供不同排量的清水；所述液添系统与主供液系统连接；所述自动控制系统与主供液系统、副供液系统和液添系统连接；自动控制系统利用第一流量变送器获取流量数据；当流量数据大于或等于流量阈值时,生成停止指令；当流量数据小于流量阈值时,生成开启指令。本发明提供自动供配液系统,以克服现有技术中的远程供水供液设备结构简单,功能单一,人工操作复杂,作业周期长、效率低的问题。(The invention relates to the technical field of oilfield equipment, in particular to an automatic liquid supply and distribution system. The method comprises the following steps: the system comprises a main liquid supply system, an auxiliary liquid supply system, a liquid adding system and an automatic control system; the main liquid supply system is used for supplying liquid to the sand mixing truck; the auxiliary liquid supply system is used for supplying clear water with different discharge capacities to the acid preparation equipment and the liquid preparation equipment; the liquid adding system is connected with the main liquid supply system; the automatic control system is connected with the main liquid supply system, the auxiliary liquid supply system and the liquid adding system; the automatic control system acquires flow data by using the first flow transmitter; when the flow data is greater than or equal to the flow threshold, generating a stop instruction; and when the flow data is smaller than the flow threshold value, generating an opening instruction. The invention provides an automatic liquid supply and distribution system, which aims to solve the problems of simple structure, single function, complex manual operation, long operation period and low efficiency of remote water supply and liquid supply equipment in the prior art.)

一种自动供配液系统

技术领域

本发明涉及油田装备技术领域，尤其涉及一种自动供配液系统。

背景技术

目前，随着我国国内页岩气的大规模开发，页岩气压裂施工规模也越发宏大，施工各个环节都需要大量供水配液，尤其是压裂完井环节，用水量基本都达到了数万方计。

在压裂配套设备领域，远程供水供液装备具有较高的技术含量，主要用于压裂作业时连续为混砂车供液、为混酸设备和配液设备供清水。目前，市场上的主流远程供水供液设备结构比较简单，功能过于单一，在使用过程中往往存在以下几个问题：

（1）为混砂车供液时的排量大，单一的离心泵机组再转向为其他设备供水时排量降低很多，造成电机长时间超负荷低速运转；

（2）再转向其他设备供水配液时，需操作人员手动开关阀门来实现，增加了人工成本，延长作业时间；

（3）控制系统工作时所产生的大量热量依赖于自然通风，无法快速散去热量，容易造成变频器高温停止工作。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明提供了一种自动供配液系统，以克服现有技术中的远程供水供液设备结构简单，功能单一，人工操作复杂，作业周期长、效率低的问题。

（二）技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种自动供配液系统，包括：主供液系统，副供液系统、液添系统以及自动控制系统；

其中，所述主供液系统用于向混砂车进行供液，其包括主离心泵、变频防爆电机、第一流量变送器、压力变送器、主供液吸入管汇以及主供液排出管汇；

所述副供液系统用于向配酸设备和配液设备提供不同排量的清水，其包括副离心泵、变频防爆电机、第二流量变送器和压力变送器；

所述液添系统与主供液系统连接，用于在配液时向主供液吸入管汇供给添加剂，所述液添系统包括齿轮泵、变频防爆电机、第三流量变送器和压力变送器；

所述自动控制系统与主供液系统、副供液系统和液添系统连接；

所述自动控制系统安装在防爆控制室内，所述防爆控制室内设有正压气源、制冷空调、变频器；

自动控制系统利用第一流量变送器获取流量数据，将获取到的所述流量数据与预设的流量阈值进行比较；当流量数据大于或等于流量阈值时，生成停止指令，根据停止指令关闭主供液系统中主离心泵的阀门；当流量数据小于流量阈值时，生成开启指令，根据开启指令持续开启主供液系统中主离心泵的阀门；

自动控制系统利用第二流量变送器获取流量数据，将获取到的所述流量数据与预设的流量阈值进行比较；当流量数据大于或等于流量阈值时，生成停止指令，根据停止指令关闭副供液系统中副离心泵的阀门；当流量数据小于流量阈值时，生成开启指令，根据开启指令持续开启副供液系统中副离心泵的阀门；

自动控制系统利用第三流量变送器获取流量数据，将获取到的所述流量数据与预设的流量阈值进行比较；当流量数据大于或等于流量阈值时，生成停止指令，根据停止指令关闭液添系统中齿轮泵的阀门；当流量数据小于流量阈值时，生成开启指令，根据开启指令持续开启液添系统中齿轮泵的阀门。

优选地，所述变频防爆变频电机由变频器驱动控制运行，在变频器工作时所产生的大量热由制冷空调进行降温，且正压气源会向控制室内充入气体，加速气体的流通。

（三）有益效果

本发明提供的自动供配液系统，具有如下几个优点：

（1）采用了分路供液技术，避免了单机单泵长时间工作，减轻了机组的工作负荷，延长了电机寿命。

（2）通过自动控制系统，可在供水供液时自动控制启停、切换，避免了人工开关阀门的操作，提高了作业效率。

（3）通过在控制室上安装正压气源，加快了气体的流通，有效的控制了室内的温度，保证变频器正常工作。

（4）采用了液添自控技术，对主供液系统和液添系统的排量进行联动控制，使所配液体的体积比保持不变，避免了手动调节。

附图说明

图1为本发明实施例自动供配液系统结构示意图。

图中：

1-副供液系统；2-液添系统；3-主供液系统；4-主供液吸入管汇；5-防爆控制室；6-主供液排出管汇；7-副供液排出管汇。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。

如图1所示，本发明实施例提供一种自动供配液系统，包括：主供液系统3，副供液系统1、液添系统2以及自动控制系统；

其中，所述主供液系统3用于向混砂车进行供液，其包括主离心泵、变频防爆电机、流量变送器、压力变送器、主供液吸入管汇4以及主供液排出管汇6；

所述副供液系统1用于向配酸设备和配液设备提供不同排量的清水，其包括副离心泵、变频防爆电机、流量变送器和压力变送器和副供液排出管汇7；

所述液添系统2与主供液系统3连接，用于在配液时向主供液吸入管汇供给添加剂，所述液添系统包括齿轮泵、变频防爆电机、流量变送器和压力变送器；在实际应用中，该添加剂可以为降阻剂。

所述自动控制系统与主供液系统3、副供液系统1和液添系统2连接；

所述自动控制系统安装在防爆控制室5内，该防爆控制室5内设有正压气源、制冷空调、变频器。

自动控制系统利用第一流量变送器获取流量数据，将获取到的所述流量数据与预设的流量阈值进行比较；当流量数据大于或等于流量阈值时，生成停止指令，根据停止指令关闭主供液系统中主离心泵的阀门；当流量数据小于流量阈值时，生成开启指令，根据开启指令持续开启主供液系统中主离心泵的阀门；

自动控制系统利用第二流量变送器获取流量数据，将获取到的所述流量数据与预设的流量阈值进行比较；当流量数据大于或等于流量阈值时，生成停止指令，根据停止指令关闭副供液系统中副离心泵的阀门；当流量数据小于流量阈值时，生成开启指令，根据开启指令持续开启副供液系统中副离心泵的阀门；

自动控制系统利用第三流量变送器获取流量数据，将获取到的所述流量数据与预设的流量阈值进行比较；当流量数据大于或等于流量阈值时，生成停止指令，根据停止指令关闭液添系统中齿轮泵的阀门；当流量数据小于流量阈值时，生成开启指令，根据开启指令持续开启液添系统中齿轮泵的阀门。

具体的，该主供液系统中的流量变送器、压力变送器将流量和压力变化量传输到自动控制系统中，该自动控制系统实时监控管汇内压力和液体的排量；

该副供液系统中的流量变送器、压力变送器将流量和压力变化量传输到自动控制系统中，该自动控制系统实时监控管汇内压力和液体的排量；

液添系统和主供液系统联动配合，液添系统的排量随主供液系统的排量变化而进行调整，保证配液的体积浓度不变。

该自动控制系统还包括触控显示屏，在触控显示屏界面上，可自动控制选择向任意连接设备供水供液，并设置各自所需要的供给排量。设备内所有防爆变频电机均由变频器驱动控制运行，在变频器工作时所产生的大量热由制冷空调进行降温，并且正压气源会向控制室内充入气体，加速气体的流通，使室内温度保持在变频器正常工作的范围内。

其中，所述变频防爆变频电机由变频器驱动控制运行，在变频器工作时所产生的大量热由制冷空调进行降温，且正压气源会向控制室内充入气体，加速气体的流通。

下面详细说明一下该自动供配液系统的工作流程，当自动使用自动供配液设备供水配液时，按实际井场中压裂配套设备的作业工艺流程，将所有供液管路连接好。

当进行配液供给作业时，按下防爆控制室5内控制系统的启动按钮，在触控显示屏操作系统中设定好配液浓度和所需排量，启动工作后，由液添系统2向主供液吸入管汇4内注入添加剂，并根据液添系统2和主供液系统3上的流量变送器反馈的信号进行液添系统2排量的调节，保证配液的体积浓度不变，通过离心泵搅拌配液后，由主供液排出管汇6排入到相应的设备内。

当进行清水供给作业时，按下防爆控制室5内控制系统的启动按钮，在触控显示屏操作系统中设定好所需的排量，启动副供液系统1进行供水作业，由副供液排出管汇7排入到相应的设备内。

供水作业时，所有供液系统的电机均由变频器控制调节工作，变频器工作时所产生的大量热量由防爆控制室5内的制冷空调进行降温，并通过正压气源向室内充入气体，加快室内气体的流通，使温度始终保持在适合范围。

本发明提供的自动供配液系统，具有如下几个优点：

（1）通过主供液系统和副供液系统共同作业，避免了单机单泵长时间工作产生的负荷，延长了机组的使用寿命。

（2）应用了分路供液技术，每套供液系统对应各自的供液设备，可通过自动控制系统控制启停，避免了人工开关阀门的操作。

（3）控制系统安装在防爆控制室内，控制室设有空调制冷系统和正压通风气源，可以有效的对电器元件进行主动散热。

（4）液添系统和主供液系统联动配合，液添系统的排量随主供液系统的排量变化而进行调整，保证配液的体积浓度不变。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。