CN108318255A - 一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置 - Google Patents

Abstract

一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置，所述的高压水入口连接高压四通，高压四通的上接口连接安全管汇，高压四通的下接口连接第二节流阀,第二节流阀连接第二旋塞阀，高压四通的左接口连接高压管路，高压管路连接高压三通，高压三通的上接口连接压力传感器，高压三通的下接口连接第一节流阀，第一节流阀连接第一旋塞阀，第一节流阀与第一伺服电机连接，第二节流阀与第二伺服电机连接，第一伺服电机、第二伺服电机、压力传感器通过电缆与控制系统连接。该发明双回路并联节流加载装置技术效果明显，与单回路节流加载装置相比，具有压力微调性好、自动化程度低、安全性好、使用寿命长，应用于油气设备技术行业压裂装备超高压加载试验中。

Description

一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置

技术领域

本发明涉及油气设备技术行业压裂装备超高压加载试验中的一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置。

背景技术

目前，压裂车作为油气压裂装备中的主要作业设备，出厂前的试验环节尤为重要，由于压裂车的排出压力很高，对试验场的节流加载装置的要求特别高，如采用常用的单回路节流加载装置，由于系统压力与节流阀开口平方成反比，压力较高时，节流阀开度即使细微的减小也会使压力明显增加，压力很难精确控制，即系统微调性差，同时，单回路节流加载装置目前多采用手动操作，在临近极限压力时，如出现误操作或者节流阀开口处杂质堵塞等异常情况，很可能导致安全管汇泄压喷水甚至管线爆裂。因此，研制开发一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置一直是急待解决的新课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置，该发明可解决单回路节流加载装置高压时微调性差、自动化程度低、安全性差的问题。

本发明的目的是这样实现的：一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置，包括第一伺服电机、第一节流阀、第一旋塞阀、回水口、第二旋塞阀、第二节流阀、高压水入口、安全管汇、高压四通 、第二伺服电机、高压三通、压力传感器、高压管路、电缆、控制系统、第一回水管、第二回水管，所述的高压水入口连接高压四通，高压四通的上接口连接安全管汇，高压四通的下接口连接第二节流阀,第二节流阀连接第二旋塞阀，高压四通的左接口连接高压管路，高压管路连接高压三通，高压三通的上接口连接压力传感器，高压三通的下接口连接第一节流阀，第一节流阀连接第一旋塞阀，第一节流阀与第一伺服电机连接，第二节流阀与第二伺服电机连接，第一伺服电机、第二伺服电机、压力传感器通过电缆与控制系统连接，第一旋塞阀和第二旋塞阀分别连接的第一回水管、第二回水管合并为一路经回水口回水；

所述的一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置的工作原理是，采用双回路并联节流加载装置，两个节流回路并联，每个回路中的节流阀由一个伺服电机驱动，每个节流阀可单独调节；在压裂车负载试验加压前期，系统压力较低，两个回路中的伺服电机同时进给，两个节流阀同时节流，实现压力的快速上升；在系统压力加载到一定程度时，两个回路中的伺服电机交替进给，两个节流阀交替节流，减缓节流对压力造成的大幅度上涨，从而实现系统的微调加压；伺服电机、压力传感器通过电缆与控制系统相连接，控制系统根据压力传感器检测的压力信号，对伺服电机的进给速度和位置进行远程自动控制。双回路并联节流的设计还有效的提高了系统的使用寿命，结合远程控制避免了单回路系统因对节流阀误操作或者节流阀处杂质堵塞导致系统压力过高引发的风险；

所述的一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置的使用及控制方法是，伺服电机、压力传感器分别通过电缆与位于中央控制室内的控制系统相连接，控制系统根据压力传感器检测的压力信号，对伺服电机的进给速度和位置进行远程自动控制；系统压力超过程序设定值A时，两个伺服电机从同时动作变为交替动作，实现压力的变加速增加；PLC程序控制伺服电机的最大进给速度X，程序将系统压力值划分为若干区间，每个区间设置不同的最大进给速度X，越靠近压力最大值区间，X数值越小；每个压力区间设置压力变化率最大值Y，越靠近压力最大值区间，Y数值越小，压力变化率超过Y值，控制系统降低伺服电机的进给速度；加载时，由压裂车高压管汇排出的高压水经由高压水入口进入加载装置，经由高压四通和高压三通分成两路到第一节流阀和第二节流阀；系统压力较低时，由第一伺服电机和第二伺服电机分别控制的第一节流阀和第二节流阀同时节流加载，实现迅速加压；系统压力上升到较高值时，第一伺服电机、第二伺服电机交替运转，即第一节流阀和第二节流阀交替加压，减缓节流对压力造成的大幅度上涨，从而实现系统的微调加压；加载装置包括电气、机械双重保护措施，高压区域安装压力传感器和安全管汇，压力传感器将压力信号反馈到控制系统，控制系统对压力进行实时监控，安全管汇在系统压力达到设定值时自动泄压，保护系统安全；两个节流回路并联，每个回路中的节流阀由一个伺服电机驱动；系统压力较低时，两个回路中的伺服电机同时进给，两个节流阀同时节流；系统压力加载到一定程度时，两个回路中的伺服电机交替进给，两个节流阀交替节流；第一伺服电机、第二伺服电机、压力传感器分别通过电缆与位于中央控制室内的控制系统相连接，控制系统根据压力传感器检测的压力信号，对第一伺服电机、第二伺服电机的进给速度和位置进行远程自动控制。

本发明的要点在于它的结构、工作原理及控制方法。

一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置与现有技术相比，具有双回路并联节流加载装置技术效果明显，与单回路节流加载装置相比，具有压力微调性好、自动化程度低、安全性好、使用寿命长等优点，将广泛地应用于油气设备技术行业压裂装备超高压加载试验中。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的工作原理图。

具体实施方式

参照附图，一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置，包括第一伺服电机1、第一节流阀2、第一旋塞阀3、回水口4、第二旋塞阀5、第二节流阀6、高压水入口7、安全管汇8、高压四通 9、第二伺服电机10、高压三通11、压力传感器12、高压管路13、电缆14、控制系统15、第一回水管16、第二回水管17，所述的高压水入口7连接高压四通9，高压四通9的上接口连接安全管汇8，高压四通9的下接口连接第二节流阀6,第二节流阀6连接第二旋塞阀5，高压四通9的左接口连接高压管路13，高压管路13连接高压三通11，高压三通11的上接口连接压力传感器12，高压三通11的下接口连接第一节流阀2，第一节流阀2连接第一旋塞阀3，第一节流阀2与第一伺服电机1连接，第二节流阀6与第二伺服电机10连接，第一伺服电机1、第二伺服电机10、压力传感器12通过电缆14与控制系统15连接，第一旋塞阀3和第二旋塞阀5分别连接的第一回水管16、第二回水管17合并为一路经回水口4回水。

所述的一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置的工作原理是，采用双回路并联节流加载装置，两个节流回路并联，每个回路中的节流阀由一个伺服电机驱动，每个节流阀可单独调节；在压裂车负载试验加压前期，系统压力较低，两个回路中的伺服电机同时进给，两个节流阀同时节流，实现压力的快速上升；在系统压力加载到一定程度时，两个回路中的伺服电机交替进给，两个节流阀交替节流，减缓节流对压力造成的大幅度上涨，从而实现系统的微调加压；伺服电机、压力传感器通过电缆与控制系统相连接，控制系统根据压力传感器检测的压力信号，对伺服电机的进给速度和位置进行远程自动控制。双回路并联节流的设计还有效的提高了系统的使用寿命，结合远程控制避免了单回路系统因对节流阀误操作或者节流阀处杂质堵塞导致系统压力过高引发的风险。

所述的一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置的使用及控制方法是，伺服电机、压力传感器分别通过电缆与位于中央控制室内的控制系统相连接，控制系统根据压力传感器检测的压力信号，对伺服电机的进给速度和位置进行远程自动控制；系统压力超过程序设定值A时，两个伺服电机从同时动作变为交替动作，实现压力的变加速增加；PLC程序控制伺服电机的最大进给速度X，程序将系统压力值划分为若干区间，每个区间设置不同的最大进给速度X，越靠近压力最大值区间，X数值越小；每个压力区间设置压力变化率最大值Y，越靠近压力最大值区间，Y数值越小，压力变化率超过Y值，控制系统降低伺服电机的进给速度；加载时，由压裂车高压管汇排出的高压水经由高压水入口7进入加载装置，经由高压四通9和高压三通11分成两路到第一节流阀2和第二节流阀6；系统压力较低时，由第一伺服电机1和第二伺服电机10分别控制的第一节流阀2和第二节流阀6同时节流加载，实现迅速加压；系统压力上升到较高值时，第一伺服电机1、第二伺服电机10交替运转，即第一节流阀2和第二节流阀6交替加压，减缓节流对压力造成的大幅度上涨，从而实现系统的微调加压；加载装置包括电气、机械双重保护措施，高压区域安装压力传感器12和安全管汇8，压力传感器12将压力信号反馈到控制系统15，控制系统15对压力进行实时监控，安全管汇8在系统压力达到设定值时自动泄压，保护系统安全；两个节流回路并联，每个回路中的节流阀由一个伺服电机驱动；系统压力较低时，两个回路中的伺服电机同时进给，两个节流阀同时节流；系统压力加载到一定程度时，两个回路中的伺服电机交替进给，两个节流阀交替节流；第一伺服电机1、第二伺服电机10、压力传感器12分别通过电缆14与位于中央控制室内的控制系统15相连接，控制系统15根据压力传感器12检测的压力信号，对第一伺服电机1、第二伺服电机10的进给速度和位置进行远程自动控制。

虚线K表示通过电缆与控制系统相连接。

Claims (3)

1.一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置，包括第一伺服电机、第一节流阀、第一旋塞阀、回水口、第二旋塞阀、第二节流阀、高压水入口、安全管汇、高压四通 、第二伺服电机、高压三通、压力传感器、高压管路、电缆、控制系统、第一回水管、第二回水管，其特征在于：所述的高压水入口连接高压四通，高压四通的上接口连接安全管汇，高压四通的下接口连接第二节流阀,第二节流阀连接第二旋塞阀，高压四通的左接口连接高压管路，高压管路连接高压三通，高压三通的上接口连接压力传感器，高压三通的下接口连接第一节流阀，第一节流阀连接第一旋塞阀，第一节流阀与第一伺服电机连接，第二节流阀与第二伺服电机连接，第一伺服电机、第二伺服电机、压力传感器通过电缆与控制系统连接，第一旋塞阀和第二旋塞阀分别连接的第一回水管、第二回水管合并为一路经回水口回水。

2.根据权利要求1所述的一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置，其特征在于：所述的一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置的工作原理是，采用双回路并联节流加载装置，两个节流回路并联，每个回路中的节流阀由一个伺服电机驱动，每个节流阀可单独调节；在压裂车负载试验加压前期，系统压力较低，两个回路中的伺服电机同时进给，两个节流阀同时节流，实现压力的快速上升；在系统压力加载到一定程度时，两个回路中的伺服电机交替进给，两个节流阀交替节流，减缓节流对压力造成的大幅度上涨，从而实现系统的微调加压；伺服电机、压力传感器通过电缆与控制系统相连接，控制系统根据压力传感器检测的压力信号，对伺服电机的进给速度和位置进行远程自动控制；双回路并联节流的设计还有效的提高了系统的使用寿命，结合远程控制避免了单回路系统因对节流阀误操作或者节流阀处杂质堵塞导致系统压力过高引发的风险。

3.根据权利要求1所述的一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置，其特征在于：所述的一种压裂装备超高压试验场用双回路并联节流加载装置的使用及控制方法是，伺服电机、压力传感器分别通过电缆与位于中央控制室内的控制系统相连接，控制系统根据压力传感器检测的压力信号，对伺服电机的进给速度和位置进行远程自动控制；系统压力超过程序设定值A时，两个伺服电机从同时动作变为交替动作，实现压力的变加速增加；PLC程序控制伺服电机的最大进给速度X，程序将系统压力值划分为若干区间，每个区间设置不同的最大进给速度X，越靠近压力最大值区间，X数值越小；每个压力区间设置压力变化率最大值Y，越靠近压力最大值区间，Y数值越小，压力变化率超过Y值，控制系统降低伺服电机的进给速度；加载时，由压裂车高压管汇排出的高压水经由高压水入口进入加载装置，经由高压四通和高压三通分成两路到第一节流阀和第二节流阀；系统压力较低时，由第一伺服电机和第二伺服电机分别控制的第一节流阀和第二节流阀同时节流加载，实现迅速加压；系统压力上升到较高值时，第一伺服电机、第二伺服电机交替运转，即第一节流阀和第二节流阀交替加压，减缓节流对压力造成的大幅度上涨，从而实现系统的微调加压；加载装置包括电气、机械双重保护措施，高压区域安装压力传感器和安全管汇，压力传感器将压力信号反馈到控制系统，控制系统对压力进行实时监控，安全管汇在系统压力达到设定值时自动泄压，保护系统安全；两个节流回路并联，每个回路中的节流阀由一个伺服电机驱动；系统压力较低时，两个回路中的伺服电机同时进给，两个节流阀同时节流；系统压力加载到一定程度时，两个回路中的伺服电机交替进给，两个节流阀交替节流；第一伺服电机、第二伺服电机、压力传感器分别通过电缆与位于中央控制室内的控制系统相连接，控制系统根据压力传感器检测的压力信号，对第一伺服电机、第二伺服电机的进给速度和位置进行远程自动控制。