CN112283088B - 一种压裂车排量控制方法和压裂车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压裂车排量控制方法和压裂车，涉及工程机械技术领域，包括：根据压裂车的目标排量值设置变量泵的排量值为第一排量值、设置马达的排量值为第二排量值，其中，第二排量值大于或等于第一排量值，使得在变量泵切换时，液体到达马达处不易由于排量不匹配导致产生冲击，从而提高整个压裂车进行排量控制或调节时，液压系统更加稳定。根据第一排量值和第二排量值得到压裂车的实际排量值，将实际排量值调节至目标排量值。

Description

一种压裂车排量控制方法和压裂车

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体而言，涉及一种压裂车排量控制方法和压裂车。

背景技术

随着经济的快速发展，基础设施建设的加快，工程机械在其中起到了不可或缺的作用。工程机械是一种能够显著缩短施工周期的大型机械，而压裂车则是其中的一种，其能够实现向井内注入高压、大排量压裂液，将地层压开并把支撑剂挤入裂缝的专用车辆。主要用于油、气、水井的各种压裂作业，也可用于水力喷砂、煤矿高压水力采煤、船舶高压水力除锈等作业。设备能进行单机和联机作业。主要由载车底盘、车台发动机、车台传动箱、压裂泵、管汇系统、润滑系统、电路系统、气路系统和液压系统等组成。

现有压裂车在作业时通常需要进行对排量进行控制，其控制方式一般通过变量泵和马达的排量实现，但需要对压裂车排量调整时，往往由于变量泵和马达直接切换导致液压系统容易受到冲击，不利于整个液压系统的稳定。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种压裂车排量控制方法和压裂车，以解决现有压裂车进行排量调整时液压系统容易受到冲击的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

本发明实施例的一方面，提供一种压裂车排量控制方法，方法包括：根据压裂车的目标排量值设置变量泵的排量值为第一排量值、设置马达的排量值为第二排量值，其中，第二排量值大于或等于第一排量值；根据第一排量值和第二排量值得到压裂车的实际排量值，将实际排量值调节至目标排量值。

可选的，根据压裂车的目标排量值设置变量泵的排量值为第一排量值、设置马达的排量值为第二排量值包括：判断目标排量值是否大于变量泵的最大排量值；若是，则调节第一排量值等于变量泵的最大排量值，调节第二排量值大于或等于变量泵的最大排量值；若否，则调节第一排量值小于或等于目标排量值，调节第二排量值等于第一排量值。

可选的，若目标排量值大于变量泵的最大排量值，实际排量值等于第二排量值。

可选的，将实际排量值调节至目标排量值包括：以预设区间多级调节实际排量值等于目标排量值。

可选的，若目标排量值小于或等于变量泵的最大排量值，实际排量值等于第一排量值。

可选的，通过调节变量泵的开口度调节第一排量值。

可选的，通过调节施加于变量泵上的电流值调节变量泵的开口度。

可选的，通过调节马达的开口度调节第二排量值。

可选的，通过调节施加于马达上的电流值调节马达的开口度。

本发明实施例的另一方面，提供一种压裂车，包括应用上述任一种的压裂车排量控制方法控制压裂车的排量。

本发明的有益效果包括：

本发明提供了一种压裂车排量控制方法，根据压裂车的目标排量值设置变量泵的排量值为第一排量值、设置马达的排量值为第二排量值。为避免在从变量泵切换至马达时由于两者的实际排量值不匹配，导致液压系统容易受到冲击的问题，可以在对变量泵的第一排量值和马达的第二排量值进行设定时，设置为马达的第二排量值大于或等于变量泵的第一排量值，即在变量泵处的排量发生变化时，同时或在液体从变量泵流经马达处所需时间内，调节马达处的排量与变化后的变量泵排量匹配，以此，使得在变量泵切换时，液体到达马达处不易由于排量不匹配导致产生冲击，从而提高整个压裂车进行排量控制或调节时，液压系统更加稳定。由于压裂车的实际排量值是根据变量泵的排量和马达的排量体现的，因此，可以在得出变量泵的第一排量值和马达的第二排量值之后，根据已知的第一排量值和第二排量值得到压裂车的实际排量值。当压裂车的实际排量值不等于目标排量值时，控制器将压裂车的实际排量值调节至压裂车的目标排量值，实现对压裂车的排量进行控制，同时，由于在调整时，马达的第二排量值大于或等于变量泵的第一排量值，故，可以实现压裂车的排量的平稳过渡控制。

本发明提供了一种压裂车，将上述的压裂车排量控制方法应用于压裂车，实现对压裂车的排量控制。变量泵和马达可以分别设置在压裂车的车体上，变量泵和马达连接，控制器分别与变量泵和马达进行电连接，以便于控制变量泵和马达各自的开口度。通过在变量泵的排量值进行变化时，对应调整马达的排量值变化与之进行匹配，以便于实现压裂车的排量平稳过渡的控制。提高压裂车的液压系统的稳定性和易控性。同时，也便于实现压裂车的最终排量的精确控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种压裂车排量控制方法的流程示意图之一；

图2为本发明实施例提供的一种压裂车排量控制方法的流程示意图之二；

图3为本发明实施例提供的一种压裂车排量控制方法的流程示意图之三；

图4为本发明实施例提供的一种压裂车排量控制方法的流程框图示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的各个特征可以相互结合，结合后的实施例依然在本发明的保护范围内。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例的一方面，提供一种压裂车排量控制方法，方法包括：根据压裂车的目标排量值设置变量泵的排量值为第一排量值、设置马达的排量值为第二排量值，其中，第二排量值大于或等于第一排量值；根据第一排量值和第二排量值得到压裂车的实际排量值，将实际排量值调节至目标排量值。

示例的，可以通过在压裂车的车体上设置变量泵和马达，其中，为实现对变量泵和马达的排量值进行控制和调节，还可以设置有控制器，控制器的设置位置可以是在车体上的驾驶室内或车体上其它合适位置。在压裂车以实际排量值向外输出液体时，实际上是液体先经变量泵后再经马达向外输出，因此，压裂车的实际排量值是综合变量泵的排量值和马达的排量值得出的。通过控制器对变量泵和马达的排量值进行控制和调节，从而对压裂车的综合的实际排量值进行控制和调节，最终实现控制和调节压裂车的实际排量值等于预期的目标排量值，完成对压裂车的排量的控制和调节。如图1所示，具体控制方法可以是：

S010：根据压裂车的目标排量值设置变量泵的排量值为第一排量值、设置马达的排量值为第二排量值，其中，第二排量值大于或等于第一排量值。

当控制器获取或接收到用户自行输入或控制器根据传感器等设备自行生成的目标排量值后，其对应根据目标排量值按照对变量泵的第一排量值和马达的第二排量值进行设定。为避免在从变量泵切换至马达时由于两者的实际排量值不匹配，导致液压系统容易受到冲击的问题，可以在对变量泵的第一排量值和马达的第二排量值进行设定时，设置为马达的第二排量值大于或等于变量泵的第一排量值，即在变量泵处的排量发生变化时，同时或在液体从变量泵流经马达处所需时间内，调节马达处的排量与变化后的变量泵排量匹配，以此，使得在变量泵切换时，液体到达马达处不易由于排量不匹配导致产生冲击，从而提高整个压裂车进行排量控制或调节时，液压系统更加稳定。

S020：根据第一排量值和第二排量值得到压裂车的实际排量值，将实际排量值调节至目标排量值。

由于压裂车的实际排量值是根据变量泵的排量和马达的排量体现的，因此，可以在S010得出变量泵的第一排量值和马达的第二排量值之后，根据已知的第一排量值和第二排量值得到压裂车的实际排量值。当压裂车的实际排量值不等于目标排量值时，控制器将压裂车的实际排量值调节至压裂车的目标排量值，实现对压裂车的排量进行控制，同时，由于在调整时，马达的第二排量值大于或等于变量泵的第一排量值，故，可以实现压裂车的排量的平稳过渡控制。

需要说明的，上述的变量泵和马达与控制器电连接，以实现排量控制，同时，还可以合理的设置有存储器、外设接口等等，其中，存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable ProgrammableRead-Only Memory，EEPROM)等。其中，存储器用于存储控制器需要调用的预设程序，即控制器在接收到执行指令后，执行该预设程序。控制器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

可选的，根据压裂车的目标排量值设置变量泵的排量值为第一排量值、设置马达的排量值为第二排量值包括：判断目标排量值是否大于变量泵的最大排量值；若是，则调节第一排量值等于变量泵的最大排量值，调节第二排量值大于或等于变量泵的最大排量值；若否，则调节第一排量值小于或等于目标排量值，调节第二排量值等于第一排量值。

示例的，在S010中，实现压裂车根据目标排量值设置变量泵的第一排量值和马达的第二排量值时，可以如图2、图3和图4所示，按照如下步骤进行：

S011：判断目标排量值是否大于变量泵的最大排量值。

由于液体是先经变量泵然后再至马达，故可以是根据目标排量值和变量泵的最大排量值之间的关系，分不同情况对第一排量值和第二排量值进行设定。例根据目标排量值是否大于变量泵的最大排量值分为S012和S013两种情况。

S012：若是，则调节第一排量值等于变量泵的最大排量值，调节第二排量值大于或等于变量泵的最大排量值。

当目标排量值大于变量泵的最大排量值时，可以调节第一排量值等于变量泵的最大排量值，即设置变量泵的第一排量值等于变量泵的最大排量值，也设置马达的第二排量值大于或等于变量泵的最大排量值，保证马达的排量值最小等于变量泵的最大排量值，避免由变量泵过渡的液体在马达处由于马达排量不足导致的冲击。

S013：若否，则调节第一排量值小于或等于目标排量值，调节第二排量值等于第一排量值。

当目标排量值小于或等于变量泵的最大排量值时，可以直接调节变量泵的第一排量值小于或等于目标排量值，由于此时变量泵的排量可以在变量泵的最大排量值以下就能够使得压裂车的实际排量值满足目标排量值，因此，对应设置马达的第二排量值等于第一排量值即可。

可选的，若目标排量值大于变量泵的最大排量值，实际排量值等于第二排量值。

示例的，对应S012确定变量泵的第一排量值和马达的第二排量值之后，S020中的压裂车的实际排量值等于马达的第二排量值，即当变量泵的第一排量值即使调节至变量泵的最大排量值时，依然无法满足数值更大的目标排量值，故，可以使得压裂车的实际排量值等于马达的第二排量值。然后在马达的第二排量值小于目标排量值时，通过调节第二排量值等于目标排量值实现压裂车的实际排量值调节至目标排量值的调节目的。

可选的，将实际排量值调节至目标排量值包括：以预设区间多级调节实际排量值等于目标排量值。

示例的，在将实际排量值由小及大逐渐调节至目标排量值时，可以是以预设区间的方式，经过至少两次以上的调节，使得实际排量值等于目标排量值。例如，实际排量值为20，目标排量值为40，预设区间可以是5时，需要4级调节，即每经历一级将实际排量值调高5，调高4次后，实际排量值等于40。预设区间还可以是10，对应需要2级调节。通过多级调节的方式，可以在差值较大时，避免一次调整过大，对液压系统造成冲击。

可选的，若目标排量值小于或等于变量泵的最大排量值，实际排量值等于第一排量值。

示例的，对应S013确定变量泵的第一排量值和马达的第二排量值之后，S020中的压裂车的实际排量值等于变量泵的第一排量值，由于此时，第一排量值和第二排量值相等，故，实际排量值从数值大小来讲也可以是等于第二排量值。由于此时变量泵的排量可以在变量泵的最大排量值以下就能够使得压裂车的实际排量值满足目标排量值，因此，对应设置变量泵的第一排量值小于或等于变量泵的最大排量值，马达的第二排量值等于第一排量值即可。然后在第一排量值小于变量泵的最大排量值时，通过调节第一排量值等于目标排量值实现压裂车的实际排量值调节至目标排量值的调节目的。

可选的，通过调节变量泵的开口度调节第一排量值。

示例的，控制器可以通过调节变量泵的开口度，即开口大小，实现对变量泵的第一排量值进行调节。

可选的，通过调节施加于变量泵上的电流值调节变量泵的开口度。

示例的，控制器可以通过调节施加于变量泵的电流值，即电流值的大小，实现对变量泵的开口度进行调节。即，控制器通过电流的方式实现排量的控制。

可选的，通过调节马达的开口度调节第二排量值。

示例的，控制器可以通过调节马达的开口度，即开口大小，实现对马达的第二排量值进行调节。

可选的，通过调节施加于马达上的电流值调节马达的开口度。

示例的，控制器可以通过调节施加于马达的电流值，即电流值的大小，实现对马达的开口度进行调节。即，控制器通过电流的方式实现排量的控制。在控制器通过电流对变量泵和马达的开口度进行调节时，可以是通过脉冲宽度调制(Pulse width modulation，PWM)实现。

本发明实施例的另一方面，提供一种压裂车，包括应用上述任一种的压裂车排量控制方法控制压裂车的排量。

示例的，将上述的压裂车排量控制方法应用于压裂车，实现对压裂车的排量控制。变量泵和马达可以分别设置在压裂车的车体上，变量泵和马达连接，控制器分别与变量泵和马达进行电连接，以便于控制变量泵和马达各自的开口度。通过在变量泵的排量值进行变化时，对应调整马达的排量值变化与之进行匹配，以便于实现压裂车的排量平稳过渡的控制。提高压裂车的液压系统的稳定性和易控性。同时，也便于实现压裂车的最终排量的精确控制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种压裂车排量控制方法，其特征在于，所述方法包括：

根据压裂车的目标排量值设置变量泵的排量值为第一排量值、设置马达的排量值为第二排量值，其中，所述第二排量值大于或等于所述第一排量值；

根据所述第一排量值和所述第二排量值得到所述压裂车的实际排量值，将所述实际排量值调节至所述目标排量值；

所述根据压裂车的目标排量值设置变量泵的排量值为第一排量值、设置马达的排量值为第二排量值包括：

判断所述目标排量值是否大于所述变量泵的最大排量值；

若是，则调节所述第一排量值等于所述变量泵的最大排量值，调节所述第二排量值大于或等于所述变量泵的最大排量值；

若否，则调节所述第一排量值小于或等于目标排量值，调节所述第二排量值等于所述第一排量值；

若所述目标排量值大于所述变量泵的最大排量值，所述实际排量值等于所述第二排量值；

若所述目标排量值小于或等于所述变量泵的最大排量值，所述实际排量值等于所述第一排量值。

2.如权利要求1所述的压裂车排量控制方法，其特征在于，所述将实际排量值调节至所述目标排量值包括：以预设区间多级调节所述实际排量值等于所述目标排量值。

3.如权利要求1至2任一项所述的压裂车排量控制方法，其特征在于，通过调节所述变量泵的开口度调节所述第一排量值。

4.如权利要求3所述的压裂车排量控制方法，其特征在于，通过调节施加于所述变量泵上的电流值调节所述变量泵的开口度。

5.如权利要求1至2任一项所述的压裂车排量控制方法，其特征在于，通过调节所述马达的开口度调节所述第二排量值。

6.如权利要求5所述的压裂车排量控制方法，其特征在于，通过调节施加于所述马达上的电流值调节所述马达的开口度。

7.一种压裂车，其特征在于，包括应用如权利要求1至6任一项所述的压裂车排量控制方法控制所述压裂车的排量。

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