CN112943203B - 压裂系统、压裂系统的控制系统和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及压裂系统、压裂系统的控制系统和控制井场作业中的压裂系统的方法，其中，控制系统包括：压裂控制装置，其中，所述压裂控制装置能够获取压裂设备的目标压裂压力，并且以所述目标压裂压力为控制目标，对所述压裂设备进行闭环控制，并且为所述混砂设备设定目标混砂压力；混砂控制装置，其中，所述混砂控制装置以所述目标混砂压力为控制目标，对所述混砂设备进行闭环控制。
Description
技术领域
本申请涉及钻井油田等井场作业领域的控制系统，具体而言，本申请涉及压裂系统的控制装置以及控制井场作业中的压裂系统的方法。
背景技术
在钻井油田等井场工作中，常常需要用到压裂系统来使得油气层形成裂缝。压裂系统一般包括用来向井内泵入高压流体的压裂设备，用来将支撑剂和压裂液混合并向压裂设备供液的混砂设备等。在传统模式下，压裂系统的各个设备的控制由人工手动进行并且各个设备独立地进行控制，而难以实现对整个压裂系统的联动控制管理。
目前主流的压裂系统控制软件能够实现对设备的控制功能，但无法对上下游之间的设备进行智能协调控制，也不具备对压裂设备或者压裂机构进行智能排量和压力控制的功能。同时，目前的压裂系统控制软件也没有关注到对单个设备进行智能自诊断以及数据远传和维护这一方面。
申请内容
本申请的目的在于，实现井场所使用的压裂系统的各个设备的联动控制，提高井场的工作效率并且保证了压裂系统的使用安全性，至少能够解决以上部分技术问题。
根据本申请的第一方面，提供了一种控制系统，用于控制井场作业的压裂系统，其中，所述压裂系统包括用于压裂油气层的压裂设备和用于给压裂液添加混合剂的并且供应给压裂设备的混砂设备，所述控制系统针对井口的目标压力来对所述压裂设备和所述混砂设备进行控制，其中，所述控制系统包括：
压裂控制装置，其中，所述压裂控制装置能够获取压裂设备的目标压裂压力，并且以所述目标压裂压力为控制目标，对所述压裂设备进行闭环控制，并且为所述混砂设备设定目标混砂压力；以及
混砂控制装置，其中，所述混砂控制装置以所述目标混砂压力为控制目标，对所述混砂设备进行闭环控制。
可选地，在本申请的一些实施例中，所述压裂系统还包括制备压裂液并且供应给所述混砂设备的混配设备，所述控制系统还包括混配控制装置，其中，所述混砂控制装置为所述混配设备设定目标混配排出量，所述混配控制装置以所述目标混配排出量为控制目标，对所述混配设备进行闭环控制并且为压裂系统设定期望原料供应量。
可选地，在本申请的一些实施例中，所述控制系统的闭环控制如下地进行：
所述压裂控制装置获取所述目标压裂压力与所述压裂设备的当前压裂压力之间的压裂压力偏差；
基于所述压裂压力偏差获取所述压裂设备的压裂压力增量；
叠加所述目标压裂压力与所述压裂压力增量，并且为所述混砂设备设定目标混砂压力；
所述混砂控制装置针对所述目标混砂压力，获取所述混砂设备的目标混砂输入量；
获取所述目标混砂压力与所述混砂设备的当前混砂压力之间的混砂压力偏差；
基于所述混砂压力偏差获取所述混砂设备的混砂输入量增量；
叠加所述目标混砂输入量与所述混砂输入量增量，并且为所述混配设备设定目标混配排出量；以及
所述混配设备针对所述目标混配排出量，获取所述混配设备的目标混配输入量；
获取所述目标混配排出量与所述混配设备的当前混配排出量之间的混配量偏差；
基于所述混配量偏差获取所述混配设备的混配输入量增量；
叠加所述目标混配输入量与所述混配输入量增量，并且为所述压裂系统设定所述期望原料供应量。
可选地，在本申请的一些实施例中，针对于所述压裂设备和/或混砂设备和/或混配设备，分别设置有静态查表模型，其中，利用所述静态查表模型获得所述目标压裂压力和/或所述目标混砂输入量和/或所述目标混配输入量。
可选地，在本申请的一些实施例中，在所述目标压裂压力的工况点下，利用动态查表模型由所述压裂压力偏差获取所述压裂压力增量；并且/或者在所述目标混砂输入量的工况点下，利用动态查表模型由所述混砂压力偏差获取或所述混砂输入量增量；并且/或者在所述目标混配输入量的工况点下，利用动态查表模型由所述混配量偏差获取所述混配输入量增量。
可选地，在本申请的一些实施例中，所述控制系统对所述压裂设备和/或所述混砂设备和/或所述混配设备的实际输出量进行监控，用以判断是否发生故障。
可选地，在本申请的一些实施例中，所述压裂控制装置还包括压裂压力分配单元，其中，所述压裂压力分配单元针对于所述目标压裂压力，在所述压裂设备中的各个压裂机构之间分配压裂液。
可选地，在本申请的一些实施例中，所述控制系统还包括清水罐控制单元，其中，所述清水罐控制单元在压裂系统的清水罐的液位低于预先设定的最低液位的情况下，控制所述清水罐进行进水。
可选地，在本申请的一些实施例中，所述压裂控制装置以针对井口的目标压力、通过手动输入、针对工艺要求或通过软件计算的方式获取所述压裂设备的所述目标压裂排出量。
根据本申请的第二方面，提供一种压裂系统，包括用于压裂油气层的压裂设备和用于给压裂液添加混合剂的并且供应给压裂设备的混砂设备，其中，所述压裂系统还包括按照本申请任一实施例所述的控制系统。
可选地，在本申请的一些实施例中，所述混砂设备包括输砂带和绞龙，其中，所述输砂带给所述绞龙提供砂支撑剂，并且所述绞龙受所述混砂控制装置调节其转速。
根据本申请的第三方面，提供一种控制井场作业中的压裂系统的方法，其中，所述方法包括如下步骤：
获取压裂设备的目标压裂压力；
以所述目标压裂排出量为控制目标，对所述压裂设备进行闭环控制，并且为混砂设备设定目标混砂压力；
以所述目标混砂压力为控制目标，对所述混砂设备进行闭环控制。
可选地，在本申请的一些实施例中，所述方法还包括如下步骤：
为混配设备设定目标混配排出量；
以所述目标混配排出量为控制目标，对所述混配设备进行闭环控制并且为压裂系统设定期望原料供应量。
可选地，在本申请的一些实施例中，针对所述压裂设备和/或所述混砂设备和/或所述混配设备的闭环控制包括如下步骤：
获取所述压裂设备的目标压裂压力；
获取所述目标压裂压力与所述压裂设备的当前压裂压力之间的压裂压力偏差；
基于所述压裂压力偏差获取所述压裂设备的压裂压力增量；
叠加所述目标压裂压力与所述压裂压力增量，并且为所述混砂设备设定目标混砂压力；和/或
针对所述目标混砂压力，获取所述混砂设备的目标混砂输入量；
获取所述目标混砂压力与所述混砂设备的当前混砂压力之间的混砂压力偏差；
基于所述混砂压力偏差获取所述混砂设备的混砂输入量增量；
叠加所述目标混砂输入量与所述混砂输入量增量，并且为所述混配设备设定目标混配排出量；和/或
针对所述目标混配排出量，获取所述混配设备的目标混配输入量；
获取所述目标混配排出量与所述混配设备的当前混配排出量之间的混配量偏差；
基于所述混配量偏差获取所述混配设备的混配输入量增量；
叠加所述目标混配输入量与所述混配输入量增量，并且为所述压裂系统设定所述期望原料供应量。
可选地，在本申请的一些实施例中，针对于所述压裂设备和/或混砂设备和/或混配设备，分别设置有静态查表模型，其中，利用所述静态查表模型获得所述目标压裂压力和/或所述目标混砂输入量和/或所述目标混配输入量。
可选地，在本申请的一些实施例中，在所述目标压裂压力的工况点下，利用动态查表模型由所述压裂压力偏差获取所述压裂压力增量；并且/或者在所述目标混砂输入量的工况点下，利用动态查表模型由所述混砂压力偏差获取或所述混砂输入量增量；并且/或者在所述目标混配输入量的工况点下，利用动态查表模型由所述混配量偏差获取所述混配输入量增量。
可选地，在本申请的一些实施例中，在所述闭环控制中，对所述压裂设备和/或所述混砂设备和/或所述混配设备的实际输出量进行监控，用以判断是否发生故障。
可选地，在本申请的一些实施例中，所述方法还包括如下步骤：
针对于所述目标压裂压力排出量，在所述压裂设备中的各个压裂机构之间分配压裂液。
可选地，在本申请的一些实施例中，所述方法还包括如下步骤：
在压裂系统的清水罐的液位低于预先设定的最低液位的情况下，控制对所述清水罐进行供水。
可选地，在本申请的一些实施例中，在步骤S1中：
以针对井口的压力、通过手动输入、针对工艺要求或通过软件计算的方式获取压裂设备的目标压裂压力。
附图说明
为了更好地理解本申请的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本申请的优选实施方式，对本申请的范围没有任何限制作用，其中，
图1示例性地示出井场作业中所使用的压裂系统的结构图；
图2示意性地示出了压裂系统的模块结构图；
图3示意性地示出了按照本申请所公开的控制系统的结构框图；以及
图4示意性地示出了按照本申请所公开的方法的流程图。
附图标记说明：
100 压裂系统
101 压裂设备
102 混砂设备
103 混配设备
104 清水罐
10 控制系统
1 压裂控制装置
2 混砂控制装置
3 混配控制装置
具体实施方式
现在参考附图，详细描述本申请的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本申请的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本申请的其他方式，所述其他方式同样落入本申请的范围。
在井场作业中常常要用到的压裂系统100包括清水罐104、混配设备103、混砂设备102以及压裂设备101等。图1非常示例性地示出了在井场实际工作中的压裂系统的布局情况。具体而言，在压裂系统100对油气层进行压裂过程中，清水罐104用来存储清水并且在需要时将清水定量地供应给混配设备103，混配设备103用来将清水与干粉等添加剂或者将干粉或液体增稠剂与清水混合后形成压裂作业使用的压裂液，并且生成的压裂液可以存储在压裂液罐中，也可以直接供给混砂设备102使用。而后，混砂设备102将压裂液和支撑剂、例如包括砂子以及其他化学添加剂按照一定的比例混合在一起，而后通过低压管路供给压裂设备101。在本申请的范围中，压裂设备101一般包括多台(至少两台)压裂机构、例如压裂泵，这些压裂机构能够将通过低压管路运输的、混合有添加剂的一定流量的压裂液泵送到井口处，以实现一定的压力。
而本申请公开了一种针对以上所述的压裂系统100的控制系统10，其能够联动地控制压裂系统100的各个设备，实现针对井场的井口需求压力对压裂系统100整体的控制功能。
本申请所公开的控制系统10包括：用来控制压裂设备101的压裂控制装置1、用来控制混砂设备102的混砂控制装置2以及用来控制混配设备103的混配控制装置3。
具体而言，在存在井口需求压力或者说井口目标压力的情况下，压裂控制装置1能够对压裂设备101进行控制，从而控制压裂设备101所排出的压裂液的压力，用以实现井口目标压力。在此情况下，根据井场设备的作业原理，压裂控制装置1控制调节输入压裂设备101的压裂液的压力，即目标混砂压力，并且将该控制量信号传递给混砂控制装置2；由此，混砂控制装置2对混砂设备102的各个装置进行控制，用以实现目标混砂压力，也就是说用以实现从混砂设备102中需求排出的压裂液的排出压力，从而满足压裂设备的要求。
可以理解，通常混砂设备102的排出管汇与压裂设备101上的柱塞泵的吸入端使用管线连接。混砂设备102通过控制排出泵的转速保证混砂端排出压力的稳定，其主要功能为保证压裂设备101的吸入端压力能够达到柱塞泵的作业要求。在作业过程中压裂设备的排量会产生变化，此时混砂设备102通过改变排出泵的转速以适应不同排量下的作业工况。因此，混砂压力可以通过混砂设备102的混砂排出压力、压裂设备101的压裂吸入压力或者两个设备之间的连接管汇的压力来表征。也即，目标混砂压力具体可以设定为目标混砂排出压力、目标压裂吸入压力或连接管汇的目标压力等。
在此情况下，为了实现混砂设备102需求排出的压裂液的排出压力，需要对混砂设备102中的例如绞龙的转速(即混入砂支撑剂的量)和混配设备103所输出的混配压裂液的流量进行控制调节，由此得到为了实现混砂设备102的排出压力所需要的绞龙转速以及混配设备103的输出流量。在此，混砂控制装置2将期望的混配设备103输出流量信号传递给混配控制装置3。混配控制装置3基于接收到的期望的输出流量信号对混配设备103的各个装置进行控制调节，即对混配设备103中的用来吸入添加剂的吸入泵、清水罐104所供应的清水流量以及干粉量进行控制，从而实现期望的输出流量。在此过程中，各个控制装置间可以通过各种通讯方式，例如包括模拟量信号、脉冲信号、以太网、485通讯、232通讯、CAN通讯形式、WIFI信号、蓝牙信号等实现数据的交换。
在本申请的一些实施例中，能够设置，控制系统10的各个控制装置分别针对压裂设备101和/或混砂设备102和/或混配设备103进行联动闭环控制。
具体而言，由于井场作业中井口的压力正比于压裂设备101输出的压裂液的流量，针对于所需要的井口压力(即目标井口压力)，能够获取压裂设备101总的对应的所需要输出的压裂液的流量，也就是说目标压裂排出量。此外，目标压裂排出量(或与之对应的目标压裂压力)还可以通过另外的方式获得，例如可以根据现场的作业施工情况由现场操作人员手动控制，或者由工艺要求限定，或者还可以是控制系统根据井内工况由智能系统通过软件计算的方式自动决定。
在此情况下，获取目标压裂压力与压裂设备101的当前压裂压力之间的压裂压力偏差，并且将此偏差作为动态反馈控制的输入量；而后基于该压裂压力偏差例如通过动态查表模型获取压裂设备101在该工况点下(即对应于目标压裂压力的工况点)的压裂压力增量；而后叠加目标压裂压力与压裂压力增量，并且以此为混砂设备102设定所需要排出的压裂液的排出压力，即目标混砂压力，并且将该信号传递给混砂控制装置2。
以混砂设备102的混砂排出压力作为混砂压力的表征为例。同样地，混砂控制装置2针对目标混砂排出压力、例如通过静态查表的方式获取混砂设备102的目标混砂输入量、也就是说添加砂支撑剂的绞龙的转速和由混配设备103输送的压裂液的流量；并且获取目标混砂排出压力与混砂设备102的当前混砂排出压力之间的混砂排出压力偏差(也即混砂压力偏差)，从而基于该混砂排出压力偏差例如通过动态查表的方式获取混砂设备102的混砂输入量增量；而后通过叠加通过静态查表获得的稳定情况下的目标混砂输入量与动态查表获得的混砂输入量增量，为混配设备103设定所需要排出给混砂设备102的压裂液的流量，即目标混配排出量，并且将该信号传递给混配控制装置3。
同样地，混配控制装置3针对目标混配排出量、即所需要输送给混砂设备102的压裂液的流量例如通过静态查表的方式获取目标混配输入量、即所需要的清水的流量、干粉的流量等；并且获取目标混配排出量与混配设备103的当前混配排出量之间的混配量偏差，从而基于该混配量偏差例如通过动态查表的方式获取混配输入量增量；而后通过叠加目标混配输入量与混配输入量增量，为压裂系统100设定所需要的期望原料供应量、即清水和干粉以及其他添加剂的量，从而对整个压裂系统100进行控制。
此外，混配控制装置3还可以针对混配设备103的混合罐的液位为控制目标。该混合罐的排出口连接混砂设备102的吸入口，混砂泵吸取混合罐内的液体。当排出量变化时，混合罐内的液位受到影响。此时，调整输入至混合罐的混配输入量，也即所需要的清水的流量、干粉的流量等，以保持混合罐内的液位稳定。从而实现对混配设备103的控制。
在本申请的一些实施例中，控制系统10的压裂控制装置1和/或混砂控制装置2和/或混配控制装置3还可以对压裂设备101和/或混砂设备102和/或混配设备103的实际输出量、即例如绞龙的转速、吸入泵的转速、压裂液的流量等进行监控，用以判断是否有装置发生故障。
可选地，压裂控制装置1还包括压裂液分配单元，其针对于目标压裂压力或目标压裂排出量给压裂设备101的各个压裂机构、例如压裂泵分配所需要泵出的压裂液流量。例如，在压裂设备101中的一个或者一部分压裂机构发生故障时，压裂排出量分配单元可以在正常运行的压裂机构之间分配所需要泵出的压裂液流量。
可选地，控制系统10还包括清水罐控制单元，其在压裂系统100的清水罐104的液位低于预先设定的最低液位的情况下，控制所述清水罐104进行进水。当然，清水罐控制单元也可以根据具体的使用场合和需求按照其他控制逻辑对清水罐104进行控制。
此外，本申请还涉及一种压裂系统100，其包括清水罐104、混配设备103、混砂设备102、压裂设备101以及按照本申请任一实施例所述的控制系统10。在此可选地，混砂设备102包括输砂带和绞龙，其中，输砂带给绞龙提供砂支撑剂，并且绞龙受混砂控制装置2地调节其转速。输砂带这种流动性存储机构的设置避免了在有些情况下存储的砂支撑剂量不够而影响压裂系统100的运行。
本申请所公开的控制系统能够实现压裂系统的各个设备之间的联动控制，从而减轻了人工控制的成本和负担；同时也能够对压裂系统的各个设备进行状态监测，在其输出量超出正常范围的情况下能够判断出设备的故障。
本申请还公开了一种控制井场作业中的压裂系统100的方法，其具体包括以下步骤：
步骤S1：获取压裂设备101的目标压裂压力；
具体可以以针对井口的压力、通过手动输入、针对工艺要求或通过软件计算的方式获取压裂设备101的目标压裂压力。步骤S2：以所述目标压裂压力为控制目标，对所述压裂设备101进行闭环控制，并且为混砂设备102设定目标混砂压力；
具体而言，控制调节输入压裂设备101的压裂液的压力，即目标混砂压力。
步骤S3：以所述目标混砂压力为控制目标，对所述混砂设备102进行闭环控制，并且为混配设备103设定目标混配排出量。
为了实现混砂设备102需求排出的压裂液的压力或压裂设备101的吸入端的压力，需要对混砂设备102中的例如绞龙的转速(即混入砂支撑剂的量)和混配设备103所输出的混配压裂液的流量进行控制调节，由此得到为了实现混砂设备102的输出流量所需要的绞龙转速以及混配设备103的输出流量、即目标混配排出量。
步骤S4：以所述目标混配排出量为控制目标，对所述混配设备103进行闭环控制并且为压裂系统100设定期望原料供应量。
具体而言，基于接收到的期望的输出流量信号对混配设备103的各个装置进行控制调节，即对混配设备103中的用来吸入添加剂的吸入泵、清水罐104所供应的清水流量以及干粉量进行控制，从而实现期望的输出流量。
可选地，在本申请的一些实施例中，分别针对压裂设备101和/或混砂设备102和/或混配设备103进行联动闭环控制。
具体而言，步骤S21：获取压裂设备101的目标压裂压力；在此，步骤S22：同时获取目标压裂压力与压裂设备101的当前压裂压力之间的压裂压力偏差，并且将此偏差作为动态反馈控制的输入量；而后步骤S23：基于该压裂压力偏差例如通过动态查表模型获取压裂设备101在该工况点下(即对应于目标压裂压力的工况点)的压裂压力增量；而后步骤S24：叠加目标压裂压力与压裂压力增量，并且以此为混砂设备102设定所需要排出的压裂液的流量，即目标混砂压力。
同样地，步骤S31：针对目标混砂压力例如通过静态查表的方式获取混砂设备102的目标混砂输入量、也就是说添加砂支撑剂的绞龙的转速和由混配设备103输送的压裂液的流量；并且，步骤S32：获取目标混砂压力与混砂设备102的当前混砂压力之间的混砂压力偏差，从而，步骤S33：基于该混砂压力偏差例如通过动态查表的方式获取混砂设备102的混砂输入量增量；而后，步骤S34：通过叠加通过静态查表获得的稳定情况下的目标混砂输入量与动态查表获得的混砂输入量增量，为混配设备103设定所需要排出给混砂设备102的压裂液的流量，即目标混配排出量。
同样地，步骤S41：针对目标混配排出量、即所需要输送给混砂设备102的压裂液的流量例如通过静态查表的方式获取目标混配输入量、即所需要的清水的流量、干粉的流量等；并且，步骤S42：获取目标混配排出量与混配设备103的当前混配排出量之间的混配量偏差，从而，步骤S43：基于该混配量偏差例如通过动态查表的方式获取混配输入量增量；而后，步骤S44：通过叠加目标混配输入量与混配输入量增量，为压裂系统100设定所需要的期望原料供应量、即清水和干粉等其他添加剂的量，从而对整个压裂系统100进行控制。或者还可以通过将混配设备103的混合罐内的液位维持在预定水平的方式实现对清水的流量、干粉的流量的调整和控制。
在本申请的一些实施例中，还可以对压裂设备101和/或混砂设备102和/或混配设备103的实际输出量、即例如绞龙的转速、吸入泵的转速、压裂液的流量等进行监控，用以判断是否有装置发生故障。
可选地，还可以针对于目标压裂压力给压裂设备101的各个压裂机构、例如压裂泵分配所需要泵出的压裂液流量。例如，在压裂设备101中的一个或者一部分压裂机构发生故障时，可以在正常运行的压裂机构之间分配所需要泵出的压裂液流量。
可选地，还可以对压裂系统100的清水罐104液位进行控制，即在压裂系统100的清水罐104的液位低于预先设定的最低液位的情况下，控制所述清水罐104进行进水。当然，也可以根据具体的使用场合和需求按照其他控制逻辑对清水罐104进行控制。
可以理解，由于井场作业中井口的压力正比于压裂设备101输出的压裂液的流量，针对于所需要的井口压力(即目标井口压力)，能够获取压裂设备101总的对应的所需要输出的压裂液的流量，也就是说目标压裂排出量。例如，目标压裂压力具有与之对应的目标压裂输入量。因此，在上面的控制方法中，还可以通过对压裂设备101的压裂液的输入量和排出量进行调节和控制的方式来间接地实现对压裂压力的调节控制。这样的方法同样落入本申请的发明思想的范围内。
本申请的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本申请排他或局限于单个公开的实施方式。如上，以上教导的领域中的普通技术人员将明白本申请的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本申请旨在包括这里描述的本申请的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本申请的精神和范围内的其他实施方式。
Claims (20)
1.一种控制系统(10)，用于控制井场作业的压裂系统(100)，其中，所述压裂系统(100)包括用于压裂油气层的压裂设备(101)和用于将压裂液和支撑剂进行混合并且供应给压裂设备(101)的混砂设备(102)，其特征在于，所述控制系统(10)对所述压裂设备(101)和所述混砂设备(102)进行联动控制，其中，所述控制系统(10)包括：
压裂控制装置(1)，其中，所述压裂控制装置(1)能够获取压裂设备(101)的目标压裂压力，并且以所述目标压裂压力为控制目标，对所述压裂设备(101)进行闭环控制，并且根据所述目标压裂压力为所述混砂设备(102)设定目标混砂压力；以及
混砂控制装置(2)，其中，所述混砂控制装置(2)以所述目标混砂压力为控制目标，对所述混砂设备(102)进行闭环控制。
2.按照权利要求1所述的控制系统(10)，其特征在于，所述压裂系统(100)还包括制备压裂液并且供应给所述混砂设备(102)的混配设备(103)，所述控制系统(10)还包括混配控制装置(3)，其中，所述混砂控制装置(2)为所述混配设备(103)设定目标混配排出量，所述混配控制装置(3)以所述目标混配排出量为控制目标，对所述混配设备(103)进行闭环控制并且为压裂系统(100)设定期望原料供应量。
3.按照权利要求2所述的控制系统(10)，其特征在于，所述控制系统(10)的闭环控制如下地进行：
所述压裂控制装置(1)获取所述目标压裂压力与所述压裂设备(101)的当前压裂压力之间的压裂压力偏差；
基于所述压裂压力偏差获取所述压裂设备(101)的压裂压力增量；
叠加所述目标压裂压力与所述压裂压力增量，并且为所述混砂设备(102)设定目标混砂压力；
所述混砂控制装置(2)针对所述目标混砂压力，获取所述混砂设备(102)的目标混砂输入量；
获取所述目标混砂压力与所述混砂设备(102)的当前混砂压力之间的混砂压力偏差；
基于所述混砂压力偏差获取所述混砂设备(102)的混砂输入量增量；
叠加所述目标混砂输入量与所述混砂输入量增量，并且为所述混配设备(103)设定目标混配排出量；以及
所述混配设备(103)针对所述目标混配排出量，获取所述混配设备(103)的目标混配输入量；
获取所述目标混配排出量与所述混配设备(103)的当前混配排出量之间的混配量偏差；
基于所述混配量偏差获取所述混配设备(103)的混配输入量增量；
叠加所述目标混配输入量与所述混配输入量增量，并且为所述压裂系统(100)设定所述期望原料供应量。
4.按照权利要求3所述的控制系统(10)，其特征在于，针对于所述压裂设备(101)和/或混砂设备(102)和/或混配设备(103)，分别设置有静态查表模型，其中，利用所述静态查表模型获得所述目标压裂压力和/或所述目标混砂输入量和/或所述目标混配输入量。
5.按照权利要求4所述的控制系统(10)，其特征在于，在所述目标压裂压力的工况点下，利用动态查表模型由所述压裂压力偏差获取所述压裂压力增量；并且/或者在所述目标混砂输入量的工况点下，利用动态查表模型由所述混砂压力偏差获取所述混砂输入量增量；并且/或者在所述目标混配输入量的工况点下，利用动态查表模型由所述混配量偏差获取所述混配输入量增量。
6.按照权利要求5所述的控制系统(10)，其特征在于，所述控制系统(10)对所述压裂设备(101)和/或所述混砂设备(102)和/或所述混配设备(103)的实际输出量进行监控，用以判断是否发生故障。
7.按照权利要求6所述的控制系统(10)，其特征在于，所述压裂控制装置(1)还包括压裂压力分配单元，其中，所述压裂压力分配单元针对于所述目标压裂压力，在所述压裂设备(101)中的各个压裂机构之间分配压裂液。
8.按照权利要求7所述的控制系统(10)，其特征在于，所述控制系统(10)还包括清水罐控制单元，其中，所述清水罐控制单元在压裂系统(100)的清水罐(104)的液位低于预先设定的最低液位的情况下，控制所述清水罐(104)进行进水。
9.按照权利要求1所述的控制系统(10)，其特征在于，所述压裂控制装置(1)以针对井口的目标压力、通过手动输入、针对工艺要求或通过软件计算的方式获取所述压裂设备(101)的所述目标压裂压力。
10.一种压裂系统(100)，包括用于压裂油气层的压裂设备(101)和用于给压裂液添加混合剂的并且供应给压裂设备(101)的混砂设备(102)，其特征在于，所述压裂系统(100)还包括按照权利要求1至9中任一项所述的控制系统(10)。
11.按照权利要求10所述的压裂系统(100)，其特征在于，所述混砂设备(102)包括输砂带和绞龙，其中，所述输砂带给所述绞龙提供砂支撑剂，并且所述绞龙受所述混砂控制装置(2)调节其转速。
12.一种控制井场作业中的压裂系统(100)的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
获取压裂设备(101)的目标压裂压力(S1)；
以所述目标压裂压力为控制目标，对所述压裂设备(101)进行闭环控制，并且为混砂设备(102)设定目标混砂压力(S2)以所述目标混砂压力为控制目标，对所述混砂设备(102)进行闭环控制(S3)。
13.按照权利要求12所述的控制井场作业中的压裂系统(100)的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
为混配设备(103)设定目标混配排出量(S3)；
以所述目标混配排出量为控制目标，对所述混配设备(103)进行闭环控制并且为压裂系统(100)设定期望原料供应量(S4)。
14.按照权利要求13所述的控制井场作业中的压裂系统(100)的方法，其特征在于，针对所述压裂设备(101)和/或所述混砂设备(102)和/或所述混配设备(103)的闭环控制包括如下步骤：
获取所述压裂设备(101)的目标压裂压力(S21)；
获取所述目标压裂压力与所述压裂设备(101)的当前压裂压力之间的压裂压力偏差(S22)；
基于所述压裂压力偏差获取所述压裂设备(101)的压裂压力增量(S23)；
叠加所述目标压裂压力与所述压裂压力增量，并且为所述混砂设备(102)设定目标混砂压力(S24)；和/或
针对所述目标混砂压力，获取所述混砂设备(102)的目标混砂输入量(S31)；
获取所述目标混砂压力与所述混砂设备(102)的当前混砂压力之间的混砂压力偏差(S32)；
基于所述混砂压力偏差获取所述混砂设备(102)的混砂输入量增量(S33)；
叠加所述目标混砂输入量与所述混砂输入量增量，并且为所述混配设备(103)设定目标混配排出量(S34)；和/或
针对所述目标混配排出量，获取所述混配设备(103)的目标混配输入量(S41)；
获取所述目标混配排出量与所述混配设备(103)的当前混配排出量之间的混配量偏差(S42)；
基于所述混配量偏差获取所述混配设备(103)的混配输入量增量(S43)；
叠加所述目标混配输入量与所述混配输入量增量，并且为所述压裂系统(100)设定所述期望原料供应量(S44)。
15.按照权利要求14所述的控制井场作业中的压裂系统(100)的方法，其特征在于，针对于所述压裂设备(101)和/或混砂设备(102)和/或混配设备(103)，分别设置有静态查表模型，其中，利用所述静态查表模型获得所述目标压裂压力和/或所述目标混砂输入量和/或所述目标混配输入量。
16.按照权利要求15所述的控制井场作业中的压裂系统(100)的方法，其特征在于，在所述目标压裂压力的工况点下，利用动态查表模型由所述压裂压力偏差获取所述压裂压力增量；并且/或者在所述目标混砂输入量的工况点下，利用动态查表模型由所述混砂压力偏差获取所述混砂输入量增量；并且/或者在所述目标混配输入量的工况点下，利用动态查表模型由所述混配量偏差获取所述混配输入量增量。
17.按照权利要求13所述的控制井场作业中的压裂系统(100)的方法，其特征在于，在所述闭环控制中，对所述压裂设备(101)和/或所述混砂设备(102)和/或所述混配设备(103)的实际输出量进行监控，用以判断是否发生故障。
18.按照权利要求12所述的控制井场作业中的压裂系统(100)的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
针对于所述目标压裂压力，在所述压裂设备(101)中的各个压裂机构之间分配压裂液。
19.按照权利要求13所述的控制井场作业中的压裂系统(100)的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
在压裂系统(100)的清水罐(104)的液位低于预先设定的最低液位的情况下，控制对所述清水罐(104)进行供水。
20.按照权利要求12所述的控制井场作业中的压裂系统(100)的方法，其特征在于，在步骤S1中：
以针对井口的压力、通过手动输入、针对工艺要求或通过软件计算的方式获取压裂设备(101)的目标压裂压力。
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