CN102003167A - 油田压裂液的自动混配控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油田压裂液的自动混配控制方法,主要用于油田压裂作业时压裂液的自动混配控制,该方法主要通过调节喂料机输出速率来控制下粉速度,通过调节清水吸入泵控制清水吸入流量,从而控制混合罐液位,通过调节传输泵控制水合罐液位,根据实际排出流量和设定液添配比来调节液添的流量,根据实际排出流量和设定排出流量来控制排出泵。本方法不仅可以实现准确连续均匀加料和高质量连续配液,有效除去水包粉,还可以实现计算机全自动控制,配比和混配速度实时调节,配液参数储存、回放等。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田压裂液的自动混配控制方法,主要用于油田压裂作业时压裂液的自动混配控制。
背景技术
近年来,一些大、中型油田纷纷进入二次采油阶段,最有效的增产措施就是采取压裂酸化作业。而压裂酸化作业的成功与否很大程度上取决于压裂液质量的好坏。压裂液的传统配制方法为:在固定配液站内或井场内,按配液总量和混配比例加入水和稠化剂,强制循环后放置一段时间,使稠化剂和水充分溶胀,从而使粘度达到设计要求。目前压裂液高质量连续混配仍是难题,难点在于稠化剂(胍尔粉等)不易与水快速亲合,易形成大量水包粉(鱼眼),不能循环后再混合,自然溶胀时间长,需40分钟以上等。生产的压裂液还存在以下问题:含有大量水包粉,粉料浪费大,混配质量差,水合粘度低;加料不均匀,粘度不均匀;溶胀速度慢,作业前须预先混配,若压裂工况改变,预先混配的压裂液难以满足新的工况,易造成浪费。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足之处,提供一种油田压裂液的自动混配控制方法,用于在作业现场压裂液的连续混配,满足现配现压施工作业,本方法不仅可以实现准确连续均匀加料和高质量连续配液,有效除去水包粉,还可以实现计算机全自动控制,配比和混配速度实时调节,配液参数储存、回放等。
为了实现上述目的,本方法设计了一个混合罐和一个水合罐。在混合罐中,经过喷射器高压喷射的水和粉经过初步溶合,再经过传输泵剪切抽取到水合罐,再在水合罐中进行第二次溶合。当配比精度在±1%内,而水和粉经过充分溶合时,出口黏度就能满足要求。其具体技术方案如下。
油田压裂液的自动混配控制方法,包括喂料机控制装置、清水吸入泵控制装置、传输泵控制装置、排出泵控制装置、液添泵控制装置,该方法通过调节喂料机输出速率来控制下粉速度,通过调节清水吸入泵控制清水吸入流量,从而控制混合罐液位,通过调节传输泵控制水合罐液位,根据实际排出流量和设定液添配比来调节液添的流量,根据实际排出流量和设定排出流量来控制排出泵,该方法包括以下步骤:
(1)设定作业参数;
(2)采集混合罐液位和清水流量信号,计算出需要设定的清水流量,根据设定的清水流量对清水吸入泵控制装置进行控制,从而控制混合罐液位;
(3)采集干粉罐中干粉重量信号,利用失重法计算下粉总量,并根据清水流量,计算出干粉设定速率,根据干粉设定速率对喂料机控制装置进行控制;
(4)采集水合罐液位和排出流量信号,计算出需要设定的传输泵排出流量,根据设定的传输泵排出流量对传输泵控制装置进行控制,从而控制水合罐液位;
(5)微处理器判断设置为批混即混配好的混合物先储存在罐中时,采集排出流量信号,根据设定的排出流量,利用PID指令对排出泵控制装置进行控制;
(6)采集液添流量信号,根据排出流量,计算出液添设定流量,根据液添设定流量对液添泵控制装置进行控制;
(7)作业完成后,记录历史数据。
在上述技术方案中,步骤(2)所述对清水吸入泵控制装置进行控制的方法为:
2.1在传输泵工作前,将设定清水流量作为PID控制的设定值W(sp);同时计算此时W(sp)上限=设定清水流量+30gpm,W(sp)下限=设定清水流量-30gpm;
2.2待传输泵工作后,若排出流量传感器测得的排出流量在2秒内改变量大于80gpm后,将排出流量传感器测得的实时值作为清水吸入泵PID控制的设定值W(sp),同时计算此时W(sp)上限=排出流量+30gpm,W(sp)下限=排出流量-30gpm;
2.3待传输泵工作后,比较混合罐液位计测得的液位和混合罐设定的液位,若测得实际液位比设定液位高0.5inch,则W(sp)=W(sp)-13.2gpm;若测得实际液位比设定液位低0.5inch,则W(sp)=W(sp)+13.2gpm;同时根据实际液位和设定液位差计算W(sp)上下限:若实际液位比设定液位高2inch,则W(sp)下限=W(sp)下限-(液位差×13.2)gpm;若实际液位比设定液位高8inch,则W(sp)下限=W(sp)下限-(液位差×13.2)gpm-(2×13.2)gpm;若实际液位比设定液位高10inch,则W(sp)下限=W(sp)下限-(液位差×13.2)gpm-(4×13.2)gpm;若实际液位比设定液位高15inch,则W(sp)下限=W(sp)下限-(液位差×13.2)gpm-(6×13.2)gpm;若实际液位比设定液位低2inch,则W(sp)上限=W(sp)上限+(液位差×13.2)gpm;若实际液位比设定液位低8inch,则W(sp)上限=W(sp)上限+(液位差×13.2)+(2×13.2)gpm;若实际液位比设定液位低10inch,则W(sp)上限=W(sp)上限+(液位差×13.2)+(4×13.2)gpm;若实际液位比设定液位低15inch,则W(sp)上限=W(sp)上限+(液位差×13.2)+(6×13.2)gpm;
2.4在设定清水流量PID控制的W(sp)过程中,若W(sp)>W(sp)上限,则W(sp)=W(sp)上限;若W(sp)<W(sp)上限,则W(sp)=W(sp)下限;
2.5再根据实际测得的清水流量作为PID控制的反馈值,利用PID指令计算出清水吸入泵控制电压数字量,从而控制清水吸入泵转速。
在上述技术方案中,步骤(3)所述对喂料机控制装置进行控制的方法为:
3.1待清水流量瞬时值高于211gpm,且设定干粉配比大于0,根据公式干粉速率=清水流量×清水密度×干粉配比,计算出设定干粉速率,根据计算出的设定干粉速率,利用干粉速率和输出控制电压数字量的线性关系计算出喂料机对应的控制电压数字量;
3.2计算此时干粉实际配比=下粉重量/(清水总量×清水密度),计算此时干粉配比精度=(设定配比-实际配比)/设定配比;若干粉配比精度>1%,则在间隔时间t后控制电压数字量=控制电压数字量-设定电压数字量;若干粉配比精度<-1%,则在间隔时间t后控制电压数字量=控制电压数字量+设定电压数字量;间隔时间t为,若配比精度绝对值>2%,则为0.05秒;若配比精度绝对值<2%,则为0.45秒;设定电压数字量为:若配比精度绝对值>2%,则为16;若配比精度绝对值<2%,则为32.7;
3.3在控制喂料机过程中,若配比精度由正值变为负值或是由负值变为正值,则重复步骤3.1和3.2。
在上述技术方案中,步骤(4)所述对传输泵控制装置进行控制的方法为:
4.1待混合罐液位达到设定液位值后,传输泵开始工作;设定传输泵排出流量初始值为T(sp)=排出流量瞬时值;
4.2比较水合罐液位计测得的液位和水合罐设定的液位,若测得实际液位比设定液位高0.5inch,则T(sp)=T(sp)-8gpm;若测得实际液位比设定液位低0.5inch,则T(sp)=T(sp)+8gpm;若混合罐液位高于64inch,则T(sp)=T(sp)+30gpm;同时根据实际液位和设定液位差计算T(sp)上下限:若实际液位比设定液位高2inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm;若实际液位比设定液位高4inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(2×85)gpm;若实际液位比设定液位高8inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(5×85)gpm;若实际液位比设定液位高10inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(8×85)gpm;若实际液位比设定液位高12inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(11×85)gpm;若实际液位比设定液位高15inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(14×85)gpm;若实际液位比设定液位低2inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm;若实际液位比设定液位低4inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm+(2×85)gpm;若实际液位比设定液位低8inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm+(5×85)gpm;若实际液位比设定液位低10inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm+(8×85)gpm;若实际液位比设定液位低15inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm+(14×85)gpm;
4.3在设定传输泵排出流量T(sp)过程中,若T(sp)>T(sp)上限,则T(sp)=T(sp)上限;若T(sp)<T(sp)上限,则T(sp)=T(sp)下限;
4.4再根据设定传输泵排出流量和传输泵控制电压数字量的线性关系,计算出传输泵的控制电压数字量,从而控制传输泵。
在上述技术方案中,步骤(5)所述对排出泵控制装置进行控制的方法为:若作业设置为批混且排出泵为自动工作,在水合罐液位达到设定排出泵工作液位后,将设定排出流量作为PID控制的设定值,排出流量传感器测得的排出流量作为反馈值,利用PID指令计算出排出泵的控制电压数字量。
在上述技术方案中,步骤(6)所述对液添泵控制装置进行控制的方法为:待排出流量传感器测出有排出流量后,根据排出流量和设定的液添配比,根据公式设定液添流量=排出流量×设定液添配比,计算出设定液添流量,根据测得的实时液添流量,将设定液添流量作为PID控制的设定值,实时液添流量作为反馈值,利用PID指令计算出液添泵的控制电压数字量。
其中gpm(加仑/分钟)、inch(英寸)为国际石油行业常用的英制单位,对应的公制单位为M3/MIN(方/分钟)及M(米)。其中:1加仑/分钟=0.003785方/分钟,1英寸=0.0254米。
本发明一种油田压裂液的自动混配控制方法与现有技术相比具有以下优点:采用自动控制,大大节省了劳动强度;采用即混即配,不会因工况忽然改变造成原料浪费;作业过程中能根据工况实时调整参数,重新进行控制;作业过程中均匀连续加粉,保证出口混合液黏度均匀,充分保证了压裂过程的顺利进行和完成;数据记录和实时传送功能便于作业中和作业后的数据分析。
附图说明
图1为本发明油田压裂液的自动混配控制系统图。
图2为本发明油田压裂液的自动混配控制方法实施例的流程图。
具体实施方式
油田压裂液的自动混配控制系统的工作原理如下:干粉罐中的干粉通过螺旋喂料机下到干粉漏斗中,喷射器产生负压将干粉抽到高能恒压混合器内与高速喷射的水进行混合。清水流量及干粉的量可由清水吸入泵(简称吸入泵)、螺旋喂料机(简称喂料机)来调节,液添流量由液添泵来控制。在混合罐内,清水和干粉经过初步溶胀水合,通过混合罐底部的传输泵,将混合罐内混合液抽取到水合罐中。在水合罐中经过最终的溶胀水合,混合好的混合物及液体添加剂由排出泵排出到排出管汇中。液体添加剂同时由液添泵按设计配比抽取到排出管汇中。在具体实施过程中,需要进行下粉精确控制,混合罐液位控制和水合罐液位自动控制,液体添加剂控制和排出泵控制。
如图1所示,油田压裂液的自动混配控制系统包括有微处理器1,人机界面2,喂料机控制装置3,称重传感器4,清水吸入泵控制装置5,混合罐液位计5.1,吸入流量传感器5.2,传输泵控制装置6,水合罐液位计6.1,排出泵控制装置7,排出流量传感器7.1,液添泵控制装置8,液添流量传感器8.1。其中:微处理器1通过DH485端口与人机界面2实现人机通讯,方便远程输入作业参数和实时工序操控。
人机界面2可以根据需要设置功能按键供工作人员使用,例如在人机界面2上通过按键在校准屏面进行校准的相关设置;在人机界面2上通过按键在数据记录屏面输入数据记录编号;在人机界面2上通过按键作业设置屏面设置作业参数;在人机界面2上通过按键在主屏面上开始作业或停止作业。
通过软件程序设置,微处理器1可以控制混配作业自动按以下步骤进行:
微处理器1通过混合罐液位计5.1采集混合罐液位和吸入流量传感器5.2采集清水流量,计算出需要设定的清水流量,对清水吸入泵控制装置5进行控制,从而控制混合罐液位。
微处理器1通过称重传感器4测得干粉罐中干粉重量,利用失重法计算下粉总量,并通过吸入流量传感器5.2采集清水流量,计算出干粉设定速率,对喂料机控制装置进行控制。
微处理器1通过水合罐液位计6.1采集水合罐液位数据,并根据排出流量传感器7.1采集排出流量,计算出设定的传输泵排出流量,对传输泵控制装置6进行控制,从而控制水合罐液位。
微处理器1通过液添流量传感器8.1测出液添流量,根据排出流量传感器7.1测出排出流量,计算出设定液添流量,对液添泵控制装置8进行控制。
上述微处理器可同时控制多个液添泵。本实施例中微处理器可同时控制4个液添泵。
微处理器1判断设置为批混即混好的混合物先储存在罐中时,通过排出流量传感器7.1测出排出流量,根据设定的排出流量,利用PID指令对排出泵控制装置7进行控制。
在启动作业的同时,传感器采集各数据并将其传送给微处理器1,并在人机界面2上显示;操作员通过人机界面2的按键根据工艺要求输入作业数据;微处理器1将自动控制各个执行机构;在人机界面2上通过按键发出停止作业命令,停止作业,从而对混配作业进行精确、动态、全面的自动控制。
如图2所示,本实施例提供的油田压裂液的自动混配控制方法的具体步骤如下,
一.开始后,程序进行初始化;
二.开始发送实时数据;
三.根据设计输入作业参数;
四.当工作人员按下“开始”键,系统开始记录作业数据;
五.程序启动自动控制模式;操作人员在操作面板上旋动手动/自动开关,并切换到自动控制方式,计算机输出控制清水吸入泵,喂料机,传输泵,液添,排出泵(在作业设置为批混时)等执行机构来实现流程自动控制;
六.当工作人员在人机界面上按“停止”键停止作业或是设置为批混且设定配液量达到后;
七.喂料机停止工作,等待10秒后,清水泵停止工作;
八.待混合罐液位达到设定传输泵停止工作液位后,传输泵停止工作;
九.待排出流量计测得流量为0后,液添泵停止工作;
十.作业过程中在人机界面上按急停健后,所有执行结构均将停止工作;
十一.作业完成后;下载历史数据;结束。
其中对清水吸入泵控制装置进行控制的方法为:
2.1在传输泵工作前,将设定清水流量作为PID控制的设定值W(sp);同时计算此时W(sp)上限=设定清水流量+30gpm,W(sp)下限=设定清水流量-30gpm;
2.2待传输泵工作后,若排出流量传感器测得的排出流量在2秒内改变量大于80gpm后,将排出流量传感器测得的实时值作为清水吸入泵PID控制的设定值W(sp),同时计算此时W(sp)上限=排出流量+30gpm,W(sp)下限=排出流量-30gpm;
2.3待传输泵工作后,比较混合罐液位计测得的液位和混合罐设定的液位,若测得实际液位比设定液位高0.5inch,则W(sp)=W(sp)-13.2gpm;若测得实际液位比设定液位低0.5inch,则W(sp)=W(sp)+13.2gpm;同时根据实际液位和设定液位差计算W(sp)上下限:若实际液位比设定液位高2inch,则W(sp)下限=W(sp)下限-(液位差×13.2)gpm;若实际液位比设定液位高8inch,则W(sp)下限=W(sp)下限-(液位差×13.2)gpm-(2×13.2)gpm;若实际液位比设定液位高10inch,则W(sp)下限=W(sp)下限-(液位差×13.2)gpm-(4×13.2)gpm;若实际液位比设定液位高15inch,则W(sp)下限=W(sp)下限-(液位差×13.2)gpm-(6×13.2)gpm;若实际液位比设定液位低2inch,则W(sp)上限=W(sp)上限+(液位差×13.2)gpm;若实际液位比设定液位低8inch,则W(sp)上限=W(sp)上限+(液位差×13.2)+(2×13.2)gpm;若实际液位比设定液位低10inch,则W(sp)上限=W(sp)上限+(液位差×13.2)+(4×13.2)gpm;若实际液位比设定液位低15inch,则W(sp)上限=W(sp)上限+(液位差×13.2)+(6×13.2)gpm;
2.4在设定清水流量PID控制的W(sp)过程中,若W(sp)>W(sp)上限,则W(sp)=W(sp)上限;若W(sp)<W(sp)上限,则W(sp)=W(sp)下限;
2.5再根据实际测得的清水流量作为PID控制的反馈值,利用PID指令计算出清水吸入泵控制电压数字量,从而控制清水吸入泵转速。
其中对喂料机控制装置进行控制的方法为:
3.1待清水流量瞬时值高于211gpm,且设定干粉配比大于0,根据公式干粉速率=清水流量×清水密度×干粉配比,计算出设定干粉速率,根据计算出的设定干粉速率,利用干粉速率和输出控制电压数字量的线性关系计算出喂料机对应的控制电压数字量;
3.2计算此时干粉实际配比=下粉重量/(清水总量×清水密度),计算此时干粉配比精度=(设定配比-实际配比)/设定配比;若干粉配比精度>1%,则在间隔时间t后控制电压数字量=控制电压数字量-设定电压数字量;若干粉配比精度<-1%,则在间隔时间t后控制电压数字量=控制电压数字量+设定电压数字量;间隔时间t为,若配比精度绝对值>2%,则为0.05秒;若配比精度绝对值<2%,则为0.45秒;设定电压数字量为:若配比精度绝对值>2%,则为16;若配比精度绝对值<2%,则为32.7;
3.3在控制喂料机过程中,若配比精度由正值变为负值或是由负值变为正值,则重复步骤3.1和3.2。
其中对传输泵控制装置进行控制的方法为:
4.1待混合罐液位达到设定液位值后,传输泵开始工作;设定传输泵排出流量初始值为T(sp)=排出流量瞬时值;
4.2比较水合罐液位计测得的液位和水合罐设定的液位,若测得实际液位比设定液位高0.5inch,则T(sp)=T(sp)-8gpm;若测得实际液位比设定液位低0.5inch,则T(sp)=T(sp)+8gpm;若混合罐液位高于64inch,则T(sp)=T(sp)+30gpm;同时根据实际液位和设定液位差计算T(sp)上下限:若实际液位比设定液位高2inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm;若实际液位比设定液位高4inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(2×85)gpm;若实际液位比设定液位高8inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(5×85)gpm;若实际液位比设定液位高10inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(8×85)gpm;若实际液位比设定液位高12inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(11×85)gpm;若实际液位比设定液位高15inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(14×85)gpm;若实际液位比设定液位低2inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm;若实际液位比设定液位低4inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm+(2×85)gpm;若实际液位比设定液位低8inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm+(5×85)gpm;若实际液位比设定液位低10inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm+(8×85)gpm;若实际液位比设定液位低15inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm+(14×85)gpm;
4.3在设定传输泵排出流量T(sp)过程中,若T(sp)>T(sp)上限,则T(sp)=T(sp)上限;若T(sp)<T(sp)上限,则T(sp)=T(sp)下限;
4.4再根据设定传输泵排出流量和传输泵控制电压数字量的线性关系,计算出传输泵的控制电压数字量,从而控制传输泵。
其中对排出泵控制装置进行控制的方法为:若作业设置为批混且排出泵为自动工作,在水合罐液位达到设定排出泵工作液位后,将设定排出流量作为PID控制的设定值,排出流量传感器测得的排出流量作为反馈值,利用PID指令计算出排出泵的控制电压数字量。
其中所述对液添泵控制装置进行控制的方法为:待排出流量传感器测出有排出流量后,根据排出流量和设定的液添配比,根据公式设定液添流量=排出流量×设定液添配比,计算出设定液添流量,根据测得的实时液添流量,将设定液添流量作为PID控制的设定值,实时液添流量作为反馈值,利用PID指令计算出液添泵的控制电压数字量。
其中gpm(加仑/分钟)、inch(英寸)为国际石油行业常用的英制单位,对应的公制单位为M3/MIN(方/分钟)及M(米)。其中:1加仑/分钟=0.003785方/分钟,1英寸=0.0254米。
Claims (6)
1.油田压裂液的自动混配控制方法,包括喂料机控制装置、清水吸入泵控制装置、传输泵控制装置、排出泵控制装置、液添泵控制装置,其特征在于该方法包括以下步骤:
(1)设定作业参数;
(2)采集混合罐液位和清水流量信号,计算出需要设定的清水流量,根据设定的清水流量对清水吸入泵控制装置进行控制,从而控制混合罐液位;
(3)采集干粉罐中干粉重量信号,利用失重法计算下粉总量,并根据清水流量,计算出干粉设定速率,根据干粉设定速率对喂料机控制装置进行控制;
(4)采集水合罐液位和排出流量信号,计算出需要设定的传输泵排出流量,根据设定的传输泵排出流量对传输泵控制装置进行控制,从而控制水合罐液位;
(5)微处理器判断设置为批混即混配好的混合物先储存在罐中时,采集排出流量信号,根据设定的排出流量,利用PID指令对排出泵控制装置进行控制;
(6)采集液添流量信号,根据排出流量,计算出液添设定流量,根据液添设定流量对液添泵控制装置进行控制;
(7)作业完成后,记录历史数据。
2.根据权利要求1所述的油田压裂液的自动混配控制方法,其特征是步骤(2)所述对清水吸入泵控制装置进行控制的方法为:
2.1在传输泵工作前,将设定清水流量作为PID控制的设定值W(sp);同时计算此时W(sp)上限=设定清水流量+30gpm,W(sp)下限=设定清水流量-30gpm;
2.2待传输泵工作后,若排出流量传感器测得的排出流量在2秒内改变量大于80gpm后,将排出流量传感器测得的实时值作为清水吸入泵PID控制的设定值W(sp),同时计算此时W(sp)上限=排出流量+30gpm,W(sp)下限=排出流量-30gpm;
2.3待传输泵工作后,比较混合罐液位计测得的液位和混合罐设定的液位,若测得实际液位比设定液位高0.5inch,则W(sp)=W(sp)-13.2gpm;若测得实际液位比设定液位低0.5inch,则W(sp)=W(sp)+13.2gpm;同时根据实际液位和设定液位差计算W(sp)上下限:若实际液位比设定液位高2inch,则W(sp)下限=W(sp)下限-(液位差×13.2)gpm;若实际液位比设定液位高8inch,则W(sp)下限=W(sp)下限-(液位差×13.2)gpm-(2×13.2)gpm;若实际液位比设定液位高10inch,则W(sp)下限=W(sp)下限-(液位差×13.2)gpm-(4×13.2)gpm;若实际液位比设定液位高15inch,则W(sp)下限=W(sp)下限-(液位差×13.2)gpm-(6×13.2)gpm;若实际液位比设定液位低2inch,则W(sp)上限=W(sp)上限+(液位差×13.2)gpm;若实际液位比设定液位低8inch,则W(sp)上限=W(sp)上限+(液位差×13.2)+(2×13.2)gpm;若实际液位比设定液位低10inch,则W(sp)上限=W(sp)上限+(液位差×13.2)+(4×13.2)gpm;若实际液位比设定液位低15inch,则W(sp)上限=W(sp)上限+(液位差×13.2)+(6×13.2)gpm;
2.4在设定清水流量PID控制的W(sp)过程中,若W(sp)>W(sp)上限,则W(sp)=W(sp)上限;若W(sp)<W(sp)上限,则W(sp)=W(sp)下限;
2.5再根据实际测得的清水流量作为PID控制的反馈值,利用PID指令计算出清水吸入泵控制电压数字量,从而控制清水吸入泵转速。
3.根据权利要求1所述的油田压裂液的自动混配控制方法,其特征是步骤(3)所述对喂料机控制装置进行控制的方法为:
3.1待清水流量瞬时值高于211gpm,且设定干粉配比大于0,根据公式干粉速率=清水流量×清水密度×干粉配比,计算出设定干粉速率,根据计算出的设定干粉速率,利用干粉速率和输出控制电压数字量的线性关系计算出喂料机对应的控制电压数字量;
3.2计算此时干粉实际配比=下粉重量/(清水总量×清水密度),计算此时干粉配比精度=(设定配比-实际配比)/设定配比;若干粉配比精度>1%,则在间隔时间t后控制电压数字量=控制电压数字量-设定电压数字量;若干粉配比精度<-1%,则在间隔时间t后控制电压数字量=控制电压数字量+设定电压数字量;间隔时间t为,若配比精度绝对值>2%,则为0.05秒;若配比精度绝对值<2%,则为0.45秒;设定电压数字量为:若配比精度绝对值>2%,则为16;若配比精度绝对值<2%,则为32.7;
3.3在控制喂料机过程中,若配比精度由正值变为负值或是由负值变为正值,则重复步骤3.1和3.2。
4.根据权利要求1所述的油田压裂液的自动混配控制方法,其特征是步骤(4)所述对传输泵控制装置进行控制的方法为:
4.1待混合罐液位达到设定液位值后,传输泵开始工作;设定传输泵排出流量初始值为T(sp)=排出流量瞬时值;
4.2比较水合罐液位计测得的液位和水合罐设定的液位,若测得实际液位比设定液位高0.5inch,则T(sp)=T(sp)-8gpm;若测得实际液位比设定液位低0.5inch,则T(sp)=T(sp)+8gpm;若混合罐液位高于64inch,则T(sp)=T(sp)+30gpm;同时根据实际液位和设定液位差计算T(sp)上下限:若实际液位比设定液位高2inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm;若实际液位比设定液位高4inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(2×85)gpm;若实际液位比设定液位高8inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(5×85)gpm;若实际液位比设定液位高10inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(8×85)gpm;若实际液位比设定液位高12inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(11×85)gpm;若实际液位比设定液位高15inch,则T(sp)下限=T(sp)下限-(液位差×85)gpm-(14×85)gpm;若实际液位比设定液位低2inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm;若实际液位比设定液位低4inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm+(2×85)gpm;若实际液位比设定液位低8inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm+(5×85)gpm;若实际液位比设定液位低10inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm+(8×85)gpm;若实际液位比设定液位低15inch,则T(sp)上限=T(sp)上限+(液位差×85)gpm+(14×85)gpm;
4.3在设定传输泵排出流量T(sp)过程中,若T(sp)>T(sp)上限,则T(sp)=T(sp)上限;若T(sp)<T(sp)上限,则T(sp)=T(sp)下限;
4.4再根据设定传输泵排出流量和传输泵控制电压数字量的线性关系,计算出传输泵的控制电压数字量,从而控制传输泵。
5.根据权利要求1所述的油田压裂液的自动混配控制方法,其特征是步骤(5)所述对排出泵控制装置进行控制的方法为:若作业设置为批混且排出泵为自动工作,在水合罐液位达到设定排出泵工作液位后,将设定排出流量作为PID控制的设定值,排出流量传感器测得的排出流量作为反馈值,利用PID指令计算出排出泵的控制电压数字量。
6.根据权利要求1所述的油田压裂液的自动混配控制方法,其特征是步骤(6)所述对液添泵控制装置进行控制的方法为:待排出流量传感器测出有排出流量后,根据排出流量和设定的液添配比,根据公式设定液添流量=排出流量×设定液添配比,计算出设定液添流量,根据测得的实时液添流量,将设定液添流量作为PID控制的设定值,实时液添流量作为反馈值,利用PID指令计算出液添泵的控制电压数字量。
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102287360A (zh) * | 2011-06-28 | 2011-12-21 | 四机赛瓦石油钻采设备有限公司 | 一种压裂作业中液氮泵的控制方法 |
CN102996107A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-03-27 | 东营盛世石油科技有限责任公司 | 一种基于液体聚合物在线连续配制的压裂方法 |
CN103305206A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-09-18 | 湖北菲特沃尔科技有限公司 | 利用海水进行压裂液连续混配的方法 |
USD713825S1 (en) | 2012-05-09 | 2014-09-23 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Electronic device holder |
USD750516S1 (en) | 2014-09-26 | 2016-03-01 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Electronic device holder |
US9915128B2 (en) | 2010-04-30 | 2018-03-13 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Machines, systems, computer-implemented methods, and computer program products to test and certify oil and gas equipment |
US9940492B2 (en) | 2014-07-30 | 2018-04-10 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Band with RFID chip holder and identifying component |
US10102471B2 (en) | 2015-08-14 | 2018-10-16 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Carrier and band assembly for identifying and managing a component of a system associated with a wellhead |
CN108915662A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-30 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种混合液压裂方法 |
CN109796956A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-24 | 四机赛瓦石油钻采设备有限公司 | 一种电驱压裂液连续混配橇 |
CN110647180A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-03 | 三一石油智能装备有限公司 | 一种液位控制方法、装置、设备及存储介质 |
US10760402B2 (en) | 2012-05-25 | 2020-09-01 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Apparatus and methods for evaluating systems associated with wellheads |
CN112099540A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-12-18 | 四机赛瓦石油钻采设备有限公司 | 基于步进式单神经元pid控制算法的砂浓度控制方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1544797A (zh) * | 2003-11-10 | 2004-11-10 | 北京矿冶研究总院 | 石油压裂液混配车 |
CA2500500A1 (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-10 | Beijing General Research Institute Of Minning & Metallurgy | Mixing device for oil well fracturing fluid |
CN2836905Y (zh) * | 2005-10-25 | 2006-11-15 | 四机·赛瓦石油钻采设备有限公司Sjsltd | 车载式压裂液连续混配装置 |
WO2007100370A2 (en) * | 2005-12-14 | 2007-09-07 | Gmt Exploration Company, Llc | Method of extracting hydrocarbons |
CN101434836A (zh) * | 2008-12-12 | 2009-05-20 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 压裂液连续混配方法 |
-
2010
- 2010-11-18 CN CN201010555765A patent/CN102003167B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1544797A (zh) * | 2003-11-10 | 2004-11-10 | 北京矿冶研究总院 | 石油压裂液混配车 |
CA2500500A1 (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-10 | Beijing General Research Institute Of Minning & Metallurgy | Mixing device for oil well fracturing fluid |
CN2836905Y (zh) * | 2005-10-25 | 2006-11-15 | 四机·赛瓦石油钻采设备有限公司Sjsltd | 车载式压裂液连续混配装置 |
WO2007100370A2 (en) * | 2005-12-14 | 2007-09-07 | Gmt Exploration Company, Llc | Method of extracting hydrocarbons |
CN101434836A (zh) * | 2008-12-12 | 2009-05-20 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 压裂液连续混配方法 |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10196878B2 (en) | 2010-04-30 | 2019-02-05 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Machines, systems, computer-implemented methods, and computer program products to test and certify oil and gas equipment |
US9915128B2 (en) | 2010-04-30 | 2018-03-13 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Machines, systems, computer-implemented methods, and computer program products to test and certify oil and gas equipment |
CN102287360B (zh) * | 2011-06-28 | 2014-02-19 | 四机赛瓦石油钻采设备有限公司 | 一种压裂作业中液氮泵的控制方法 |
CN102287360A (zh) * | 2011-06-28 | 2011-12-21 | 四机赛瓦石油钻采设备有限公司 | 一种压裂作业中液氮泵的控制方法 |
USD713825S1 (en) | 2012-05-09 | 2014-09-23 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Electronic device holder |
USD774495S1 (en) | 2012-05-09 | 2016-12-20 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Electronic device holder |
US10760402B2 (en) | 2012-05-25 | 2020-09-01 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Apparatus and methods for evaluating systems associated with wellheads |
CN103305206A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-09-18 | 湖北菲特沃尔科技有限公司 | 利用海水进行压裂液连续混配的方法 |
CN102996107A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-03-27 | 东营盛世石油科技有限责任公司 | 一种基于液体聚合物在线连续配制的压裂方法 |
US9940492B2 (en) | 2014-07-30 | 2018-04-10 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Band with RFID chip holder and identifying component |
US10339347B2 (en) | 2014-07-30 | 2019-07-02 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Band with RFID chip holder and identifying components |
USD750516S1 (en) | 2014-09-26 | 2016-03-01 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Electronic device holder |
US10102471B2 (en) | 2015-08-14 | 2018-10-16 | S.P.M. Flow Control, Inc. | Carrier and band assembly for identifying and managing a component of a system associated with a wellhead |
CN108915662A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-11-30 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种混合液压裂方法 |
CN109796956A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-24 | 四机赛瓦石油钻采设备有限公司 | 一种电驱压裂液连续混配橇 |
CN109796956B (zh) * | 2018-12-27 | 2021-05-07 | 四机赛瓦石油钻采设备有限公司 | 一种电驱压裂液连续混配橇 |
CN110647180A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-03 | 三一石油智能装备有限公司 | 一种液位控制方法、装置、设备及存储介质 |
CN110647180B (zh) * | 2019-10-30 | 2022-12-27 | 三一石油智能装备有限公司 | 一种液位控制方法、装置、设备及存储介质 |
CN112099540A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-12-18 | 四机赛瓦石油钻采设备有限公司 | 基于步进式单神经元pid控制算法的砂浓度控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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