CN112983798B - 应用于电驱压裂设备的控制方法及其控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种应用于电驱压裂设备的控制方法及其控制装置。该电驱压裂设备包括柱塞泵和驱动柱塞泵的第一电机，该控制方法包括：获取柱塞泵的预设排量；获取第一电机的转速和柱塞泵的排出压力；基于第一电机的转速和柱塞泵的排出压力确定柱塞泵的实时排量，并对实时排量进行调节；当实时排量达到预设排量时，使得第一电机保持在稳定的状态。该控制方法通过排量控制第一电机的转速可以更好地适应现场，并且基于第一电机的转速和柱塞泵的排出压力确定柱塞泵的实时排量，可以实时修正柱塞泵的排量，保证计量准确，提高柱塞泵的泵效计算的准确度。

Description

应用于电驱压裂设备的控制方法及其控制装置
技术领域
本公开的实施例涉及一种应用于电驱压裂设备的控制方法及其控制装置。
背景技术
页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，成分以甲烷为主，是一种重要的非常规天然气资源。页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩底层中。较常规天然气相比，页岩气更难开发，对施工设备和工艺要求也更高。压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称为水力压裂。
发明内容
本公开至少一实施例提供一种应用于电驱压裂设备的控制方法，所述电驱压裂设备包括柱塞泵和驱动所述柱塞泵的第一电机，所述方法包括：获取所述柱塞泵的预设排量；获取所述第一电机的转速和所述柱塞泵的排出压力；基于所述第一电机的转速和所述柱塞泵的排出压力确定所述柱塞泵的实时排量并对所述实时排量进行调节；当所述实时排量达到所述预设排量时，使得所述第一电机保持在稳定运行的状态。
例如，在本公开至少一实施例提供的控制方法中，基于所述第一电机的转速和所述柱塞泵的排出压力确定所述柱塞泵的实时排量，包括：根据所述第一电机的转速确定排量因子；根据所述柱塞泵的排出压力确定排量因子校正系数；根据所述排量因子和所述排量因子校正系数确定校正后的排量因子；基于所述校正后的排量因子确定所述柱塞泵的实时排量。
例如，在本公开至少一实施例提供的控制方法中，所述柱塞泵的排出压力和所述排量因子校正系数的对应关系存储在查找表中，根据所述柱塞泵的排出压力确定排量因子校正系数，包括：在所述查找表中查询与所述柱塞泵的排出压力对应的排量因子校正系数。
例如，在本公开至少一实施例提供的控制方法中，所述电驱压裂设备还包括第二电机，配置为驱动所述第一电机和所述柱塞泵的辅助系统，所述方法还包括：响应于所述第一电机的启动或停止，所述第二电机自动启动或停止，且所述第二电机自动启动后进行自动控制以运行在稳定的状态。
例如，在本公开至少一实施例提供的控制方法中，所述第二电机自动启动后进行自动控制以运行在稳定的状态，包括：获取所述电驱压裂设备的预设参数和第一实际参数；判断所述第一实际参数是否大于所述预设参数；如果是，则调节所述第二电机的转速。
例如，本公开至少一实施例提供的控制方法，还包括：对所述柱塞泵的润滑时间进行优化；对所述柱塞泵的润滑时间进行优化，包括：设定润滑时长和非润滑时长；持续润滑所述柱塞泵所述润滑时长后，暂停润滑所述柱塞泵所述非润滑时长，并依次循环。
例如，本公开至少一实施例提供的控制方法，还包括：对所述柱塞泵的润滑时间进行优化；对所述柱塞泵的润滑时间进行优化，包括：设定润滑脉冲个数和非润滑脉冲个数；持续润滑所述柱塞泵的所述润滑脉冲个数后，暂停润滑所述柱塞泵的所述非润滑脉冲个数，并依次循环。
例如，本公开至少一实施例提供的控制方法，还包括：设定预设阈值；获取所述电驱压裂设备的第二实际参数和理论参数；判断所述第二实际参数和所述理论参数的差值是否大于所述预设阈值；如果大于，则进行异常报警。
例如，在本公开至少一实施例提供的控制方法中，所述第二实际参数和理论参数分别为所述第一电机的实际功率和理论功率，或分别为所述第一电机绕组的实际温度和理论温度，或分别为所述柱塞泵的实际排出压力和理论排出压力，或分别为所述第二电机的实际功率和理论功率，或分别为所述柱塞泵的实际排量和理论排量。
例如，在本公开至少一实施例提供的控制方法中，基于所述第一电机的电流、环境温度和散热风机的散热功率获取所述第一电机绕组的理论温度。
例如，在本公开至少一实施例提供的控制方法中，基于所述第一电机的扭矩获取所述柱塞泵的理论排出压力。
例如，在本公开至少一实施例提供的控制方法中，所述第二电机包括油散电机，配置为为液压油散热，获取所述电驱压裂设备的理论参数，包括：获取所述液压油的入口油温和出口油温；基于所述油散电机的入口油温和出口油温获取理论散热功率作为所述理论参数。
例如，在本公开至少一实施例提供的控制方法中，所述第二电机包括高低压润滑油泵电机，配置为为所述柱塞泵润滑，获取所述电驱压裂设备的理论参数，包括：获取所述柱塞泵的润滑油压和所述高低压润滑油泵电机的转速；基于所述润滑油压和所述高低压润滑油泵电机的转速获取理论润滑功率作为所述理论参数。
例如，本公开至少一实施例提供的控制方法，还包括：获取所述电驱压裂设备的每个电机的警告限值和报警限值；判断所述电机的实际功率是否大于所述警告限值；如果是，则发出警告；判断所述实际功率是否大于所述报警限值；如果是，则降低所述电机的转速，以使得所述电机的实际功率低于所述警告限值。
本公开至少一实施例还提供一种应用于电驱压裂设备的控制装置，所述电驱压裂设备包括第一电机，配置为驱动柱塞泵运行，所述装置包括：第一获取单元，配置为获取所述柱塞泵的预设排量；第二获取单元，配置为获取所述第一电机的转速和所述柱塞泵的排出压力；调节单元，配置为基于所述第一电机的转速和所述柱塞泵的排出压力确定所述柱塞泵的实时排量并对所述实时排量进行调节；保持单元，配置为当所述实时排量达到所述预设排量时，使得所述第一电机保持在稳定运行的状态。
例如，在本公开至少一实施例提供的控制装置中，所述电驱压裂设备还包括第二电机，配置为驱动所述第一电机和所述柱塞泵的辅助系统，且响应于所述第一电机的启动或停止，自动启动或停止，并在自动启动后进行自动控制以运行在稳定的状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1为本公开至少一实施例提供的一种电驱压裂设备的结构示意图；
图2为本公开至少一实施例提供的一种控制方法的流程图；
图3为本公开至少一实施例提供的一种柱塞泵的实时排量的调节方法的流程图；
图4A为本公开至少一实施例提供的一种基于排量控制第一电机自动运行的方法流程图；
图4B为本公开至少一实施例提供的一种基于转速控制第一电机自动运行的方法流程图；
图5为本公开至少一实施例提供的另一种控制方法的流程图；
图6为本公开至少一实施例提供的一种第二电机启动后进行自动控制的流程图；
图7为本公开至少一实施例提供的一种高低压润滑油泵电机的自动控制流程图；
图8为本公开至少一实施例提供的一种油散电机的自动控制流程图；
图9为本公开至少一实施例提供的一种异常报警的流程图；
图10为本公开至少一实施例提供的一种第一电机绕组的异常报警的判断方法的流程图；
图11为本公开至少一实施例提供的一种油散电机的异常报警的判断方法的流程图；
图12为本公开至少一实施例提供的一种高低压润滑油泵电机的异常报警的判断方法的流程图；
图13为本公开至少一实施例提供的一种第一电机的功率异常报警的判断方法的流程图；
图14为本公开至少一实施例提供的一种电机功率限制的优化方法的流程图；以及
图15为本公开至少一实施例提供的一种控制装置的示意框图。
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的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
压裂设备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，以及用来监控整个设备组的仪表设备。传统模式下，压裂设备为发动机驱动，功率密度低，噪音大，排放污染严重。电驱压裂设备作为一种新型的压裂装备，其由电动机驱动，使用电能作为功率源，由于其具有功率密度高、噪音低并且无废气排放等优点，开始逐渐应用在压裂作业中。
本公开至少一实施例提供一种应用于电驱压裂设备的控制方法，该电驱压裂设备包括第一电机，配置为驱动柱塞泵运行，该方法包括：获取柱塞泵的预设排量；获取第一电机的转速和柱塞泵的排出压力；基于第一电机的转速和柱塞泵的排出压力调节柱塞泵的实时排量；当实时排量达到预设排量时，使得第一电机保持在稳定运行的状态。
本公开至少一实施例还提供一种对应于上述控制方法的控制装置。
本公开的实施例提供的控制方法，一方面通过输入设定的预设排量，使得第一电机自动运行到设定的预设排量后保持在当前转速，从而达到稳定运行状态，通过排量控制第一电机的转速可以更好地适应现场，对用户更加友好；另一方面，基于第一电机的转速和柱塞泵的排出压力调节柱塞泵的实时排量，可以实时修正柱塞泵的排量，保证计量准确，提高柱塞泵的泵效计算的准确度。
下面结合附图对本公开的实施例及其一些示例进行详细说明。
本公开至少一实施例提供一种应用于电驱压裂设备的控制方法。图1为本公开至少一实施例提供的一种电驱压裂设备的结构示意图。例如，如图1所示，在一些示例中，该电驱压裂设备100包括第一电机110和柱塞泵200。
例如，该第一电机110为主电机，配置为驱动柱塞泵200运行，实现将低压液体转化为高压液体的功能，通过控制第一电机110的转速实现柱塞泵200的排量控制。柱塞泵200的吸入端和排出端安装有压力传感器用来检测柱塞泵200的吸入和排出压力。柱塞泵200上安装有润滑系统(图中未示出)用来对动力部分进行润滑，润滑系统安装有压力传感器和温度传感器，在压力和温度异常时发出报警信号。
例如，在另一些示例中，该电驱压裂设备100还包括第二电机120。
例如，第二电机120为辅助电机，配置为驱动第一电机110和柱塞泵200的辅助系统。例如，该辅助系统包括第一电机110的散热系统或柱塞泵200的润滑系统或润滑油散热系统。例如，第二电机120包括用来对柱塞泵200进行润滑的高低压润滑油泵电机(例如，高低压润滑油泵电机包括高压油泵电机和低压油泵电机，图中未示出)、用来对润滑油(例如，液压油)散热的油散电机(图中未示出)以及用来对第一电机110散热的散热风机(图中未示出)。例如，高低压润滑油泵电机用于驱动辅助系统中的润滑系统，油散电机用于驱动润滑油散热系统，散热风机用于驱动辅助系统中的散热系统。
例如，该电驱压裂设备100还可以包括其他装置，该第二电机120还可以包括其他辅助电机，具体可根据实际情况而定，本公开的实施例对此不作限制。
下面结合图2至图14对本公开至少一实施例提供的电驱压裂设备的控制方法进行详细地介绍。
图2为本公开至少一实施例提供的一种控制方法的流程图。例如，在一些示例中，如图2所示，该控制方法包括步骤S110至步骤S140。
步骤S110：获取柱塞泵的预设排量。
步骤S120：获取第一电机的转速和柱塞泵的排出压力。
步骤S130：基于第一电机的转速和柱塞泵的排出压力确定柱塞泵的实时排量并对实时排量进行调节。
步骤S140：当实时排量达到预设排量时，使得第一电机保持在稳定运行的状态。
在步骤S110中，例如，在一些示例中，根据控制方式不同可以实现第一电机的转速控制(例如，转速可以通过传感器测得)和柱塞泵的排量控制。例如，当采用转速控制模式时，通过输入设定的转速，第一电机自动运行到设定转速并保持稳定，即保持以该设定转速运行。例如，当采用排量控制模式时(例如，排量和转速之间为正比例关系，可以通过流量系数(例如，排量因子)进行转换)，通过输入设定的预设排量(例如，输入排量数值间接进行转速控制)，第一电机110自动运行到设定的预设排量并保持稳定，即以达到该预设排量时对应的转速保持运行。通过排量控制模式的设定相比传统的转速控制模式，能够更好的适应现场以排量控制方式为主的操作形式。
在该示例中，通过输入设定的预设排量，使得第一电机自动运行到设定的预设排量并保持稳定，可以更好地适应现场，由于用户关注的就是排量，用户可以直接输入预设排量，而不必转换为转速输入，所以对用户比较友好。
在步骤S120中，例如，在一些示例中，获取第一电机110的转速和柱塞泵200的排出压力。例如，第一电机110的转速可以通过传感器获得，例如可以用于确定排量因子；柱塞泵200的排出压力可以通过压力传感器获得，例如可以用于确定排量因子校正系数，本公开的实施例对此不作限制。
在步骤S130中，例如，在一些示例中，基于第一电机110的转速和柱塞泵200的排出压力调节柱塞泵200的实时排量。
图3为本公开至少一实施例提供的一种柱塞泵的实时排量的调节方法的流程图。也就是说，图3为图2所示的步骤S130的一个示例的流程图。例如，如图3所示，该柱塞泵的实时排量的调节方法包括步骤S131至步骤S134。
步骤S131：根据第一电机的转速确定排量因子；
步骤S132：根据柱塞泵的排出压力确定排量因子校正系数；
步骤S133：根据排量因子和排量因子校正系数确定校正后的排量因子；
步骤S134：基于校正后的排量因子确定柱塞泵的实时排量。
对应步骤S131，例如，可以基于第一电机110的转速和排量的关系确定排量因子，例如，该确定方法可以采用本领域的相关方法，在此不再赘述。
对于步骤S132，例如，柱塞泵200的排出压力和排量因子校正系数的对应关系存储在查找表中。例如，根据柱塞泵200的排出压力确定排量因子校正系数，包括：在查找表中查询与柱塞泵200的排出压力对应的排量因子校正系数。例如，通过压力传感器实时测量的柱塞泵200的排出压力，在查找表中实时查询排量因子校正系数。
对于步骤S133，例如，在一些示例中，可以通过排量因子校正系数与排量因子相乘得到校正后的排量因子，当然，还可以通过本领域的其他方法确定校正后的排量因子，本公开的实施例对此不作限制。
对于步骤S134，例如，在一些示例中，基于校正后的排量因子确定柱塞泵200的实时排量并对实时排量进行调节。该实时排量的确定方法可以通过本领域的计算方法，在此不再赘述，本公开的实施例对此不作限制。
在本公开的实施例中，柱塞泵200的实际排量与理论排量，根据排出压力不同会有差异。因此控制装置依据排出压力与柱塞泵的理论泵效率(例如，理论排量)的关系进行曲线拟合，然后根据当前的排出压力实时修正柱塞泵的排量(即，修正泵效率)，从而可以保证计量准确，提高泵效计算的计量准确度。
对于步骤S140，例如，当柱塞泵200的实时排量达到预设排量时，使得第一电机110保持在稳定运行的状态。例如，该稳定运行的状态可以是以一固定转速达到预设排量稳定运行的状态，例如，该固定转速为预设排量对应的转速，本公开的实施例对此不作限制。
图4A为本公开至少一实施例提供的一种基于排量控制第一电机自动运行的方法流程图。例如，如图4A所示，将实际排量(即在步骤S130中实时获得的实时排量)与输入的预设排量比较，当实际排量达到预设排量时，使得第一电机110保持当前转速的运行状态。如果实际排量未达到预设排量，判断实际排量是否低于预设排量，如果是，则增大第一电机的转速，以对应增大实际排量；如果否，则减小第一电机的转速，以对应降低实际排量。
例如，在另一些示例中，还可以通过转速控制第一电机的运行。图4B为本公开至少一实施例提供的一种基于转速控制第一电机自动运行的方法流程图。例如，如图4B所示，将实际转速(例如，通过传感器获得)与输入的设定转速比较，当实际转速达到设定转速时，使得第一电机110保持当前转速的运行状态。如果实际转速未达到设定转速，判断实际转速是否低于设定转速，如果是，则增大第一电机的转速；如果否，则减小第一电机的转速。
例如，在另一些示例中，电驱压裂设备100还包括第二电机120。例如，第二电机120为辅助电机，配置为驱动第一电机110和柱塞泵200的辅助系统。例如，该辅助系统包括第一电机110的散热系统或柱塞泵200的润滑系统或润滑油散热系统。例如，第二电机120包括用来对柱塞泵200进行润滑的高低压润滑油泵电机(例如，高低压润滑油泵电机包括高压油泵电机和低压油泵电机，图中未示出)、用来对润滑油(例如，液压油)散热的油散电机(图中未示出)以及用来对第一电机110散热的散热风机(图中未示出)。
例如，散热风机安装在第一电机110上用于驱动辅助系统中的散热系统以对第一电机绕组进行散热；高压油泵电机用来驱动辅助系统中的润滑系统以对柱塞泵200的曲轴箱进行润滑，低压油泵电机用来驱动辅助系统中的润滑系统以对柱塞泵200内的齿轮箱进行润滑；油散电机用来驱动润滑油散热系统以对液压油等进行散热。
例如，该控制方法还包括：响应于第一电机110的启动或停止，第二电机120自动启动或停止，且第二电机120自动启动后进行自动控制以运行在稳定的状态。例如，第二电机120响应于第一电机110的启动而启动，且进行自动控制以运行在稳定的状态；第二电机120响应于第一电机110的停止而停止。
例如，第二电机(响应于第一电机的运行状态的启动或停止)在联动控制功能下能够根据第一电机的启停进行自动控制，其控制原理如下：当第一电机启动时，按下第一电机启动按键后，散热风机、油散电机和高低压润滑油泵电机会自动启动并通过自动控制系统运行在稳定的状态(稳定状态指由高低压润滑油泵电机电机控制的油压、由油散电机控制的油温等参数稳定在设定输入的参数值)。例如，在一些示例中，高低压润滑油泵电机的设定压力(即设定输入的参数值)为0.4兆帕(MPa)，如果此时油压的测量值稳定在0.4MPa，则认为处在稳定的状态。
图5为本公开至少一实施例提供的另一种控制方法的流程图。例如，如图5所示，用户按下第一电机110的启动按键启动后，第二电机120和报警系统(将在下面进行详细地介绍)启动。第二电机120用以控制辅助系统电机，例如高低压润滑油泵电机、第一电机的散热风机以及控制液压油温的油散电机运行在合理的状态，报警系统检测第一电机、变频橇以及柱塞泵等设备的运行参数，当运行参数异常时给出报警信号。当第一电机、第二电机、柱塞泵等工作正常时可以进行第一电机的控制，例如，如图4A所示的排量控制或图4B所示的转速控制，即输入预设排量或设定转速进行相应地控制。当工作完成时，用户按下第一电机110的停止按键停止第一电机110的运行时，第二电机120的运行也自动停止。在本公开的实施例中，第二电机120可以响应于第一电机的启停而启停，从而可以避免分别单独手动控制第一电机和第二电机的启停，以实现该电驱压裂设备的自动化控制，大大的节省了人力物力。
图6为本公开至少一实施例提供的一种第二电机启动后进行自动控制的流程图。如图6所示，该第二电机的自动控制过程包括步骤S210至步骤S230。
步骤S210：获取电驱压裂设备的预设参数和第一实际参数。
例如，预设参数即上述设定的输入的参数值。例如，不同的第二电机的预设参数可以根据实际需要进行设置，在此不再赘述。例如，当第二电机为油散风机时，预设参数可以为油散风机要达到的预设油温；当第二电机为高低压润滑油泵电机时，预设参数可以为高低压润滑油泵电机要达到的预设油压，本公开的实施例对此不作限制。例如，预设油温和预设油压可根据实际情况而定，本公开的实施例对此不作限制。
例如，第一实际参数可通过传感器或其他采集器件获取，本公开的实施例对此不作限制。
步骤S220：判断第一实际参数是否大于预设参数；如果是，则执行步骤S230。
例如，当实时获取的第一实际参数达到预设的预设参数时，保持第二电机的稳定运行，当第一实际参数大于预设参数时，调节第二电机的转速。
步骤S230：调节第二电机的转速。
例如，可以通过增大第二电机的转速或减小第二电机的转速实现对第二电机的转速的调节。
图7为本公开至少一实施例提供的一种高低压润滑油泵电机的自动控制流程图。
例如，如图7所示，当该高低压润滑油泵电机响应于第一电机110的启动而启动时，获取高低压润滑油泵电机的预设油压(即预设参数，也即输入的设定参数值)和实际油压(即第一实际参数)。例如，高低压润滑油泵电机的预设油压(即设定输入的参数值)为0.4MPa，具体数值可以根据实际需要而定，本公开的实施例对此不作限制。例如，实际油压可以根据压力传感器实时获得，本公开的实施例对此不作限制。
然后，判断实际油压是否达到预设油压，如果达到，则保持在稳定的状态，例如，高低压润滑油泵电机(即第二电机120)保持在当前油压对应的高低压润滑油泵电机的转速下稳定运行。例如，如果此时油压的测量值达到0.4MPa，则认为处在稳定的状态。
例如，判断实际油压是否低于预设油压；如果是，则增大高低压润滑油泵电机的转速；如果否，则减小高低压润滑油泵电机的转速，从而实现调节第二电机(例如，在该示例中，第二电机为高低压润滑油泵电机)的转速。
图8为本公开至少一实施例提供的一种油散电机的自动控制流程图。例如，油散电机用于为液压油(例如，液压油可以用于为柱塞泵润滑)散热，且根据液压油的温度自动控制其转速在合理的位置，油散电机转速越高则散热效果越好，对于液压油的散热后温度(即下面的出口温度)则越低，从而可以通过调节油散电机的转速保证液压油的温度不超过报警限值。
例如，如图8所示，当该油散电机响应于第一电机110的启动而启动时，获取油散电机的预设油温(即预设参数，也即输入的设定参数值)和实际油温(即第一实际参数)。例如，油散电机的预设油温的具体数值可以根据实际需要而定，本公开的实施例对此不作限制。例如，实际油温可以根据温度传感器实时获得，本公开的实施例对此不作限制。
然后，判断实际油温是否达到预设油温，如果达到，则保持在稳定的状态，例如，油散电机保持在当前油温对应的油散电机的转速下稳定运行。
例如，判断实际油温是否高于预设油温；如果是，则增大油散电机的转速；如果否，则减小油散电机的转速，从而实现调节第二电机(例如，在该示例中，第二电机为油散电机)的转速。
例如，在另一些示例中，该控制方法，还包括：对柱塞泵200的润滑时间进行优化。例如，柱塞泵的润滑可以通过以下两种模式实现润滑时间的设置。例如，第一种方式为固定时间的润滑方式，例如，润滑A秒后停止B秒，依次循环。
例如，在该示例中，对柱塞泵的润滑时间进行优化，包括：设定润滑时长(A秒)和非润滑时长(B秒)；持续润滑柱塞泵润滑时长(A秒)后，暂停润滑柱塞泵非润滑时长(B秒)，并依次循环。例如，A和B均为大于0的自然数。
例如，第二种方式为固定冲次(也即，固定脉冲)数量的润滑方式，例如，在该示例中，对柱塞泵的润滑时间进行优化，包括：设定润滑脉冲个数(例如，A个)和非润滑脉冲个数(例如，B个)；持续润滑柱塞泵的润滑脉冲个数(A个)后，暂停润滑柱塞泵的非润滑脉冲个数(B个)，并依次循环。即润滑A个冲次后停止B个冲次，依次循环。例如，1个冲次是一个来回，可以理解为1个脉冲。该第二种方式可以控制润滑的速度，例如，润滑10个冲次后，停止20个冲次再进行后面10个冲次的润滑，并依次循环。
在该示例中，润滑冲次快的时候可以多润滑，润滑冲次慢的时候可以少润滑，从而可以避免在第一种方式中(即固定润滑时间的情况下)如果润滑冲次不同而导致润滑油的使用量不同的后果，从而可以减少润滑油的使用量，优化润滑效果。
例如，在另一些示例中，该控制方法还包括对报警系统的优化。图9为本公开至少一实施例提供的一种异常报警的流程图。如图9所示，该异常报警方法包括步骤S310和步骤S340。
步骤S310：设定预设阈值。
例如，该预设阈值可根据实际情况而定，本公开的实施例对此不作限制。
步骤S320：获取电驱压裂设备的第二实际参数和理论参数。
例如，第二实际参数可通过变频器等读出，理论参数可通过传感器获得的参数计算得到，具体计算方法可参考下面具体实施例中的介绍。
步骤S330：判断第二实际参数和理论参数的差值是否大于预设阈值；如果大于，则执行步骤S340。
例如，如果第二实际参数和理论参数的差值大于预设阈值，则表示出现异常，进行报警。
步骤S340：进行异常报警。
例如，可以通过蜂鸣器、报警指示灯或本领域的其他设计实现异常报警。
例如，在一些示例中，第二实际参数和理论参数可以分别为第一电机的实际功率和理论功率，或分别为第一电机绕组的实际温度和理论温度，或分别为柱塞泵的实际排出压力和理论排出压力，或分别为第二电机的实际功率和理论功率，或分别为柱塞泵的实际排量和理论排量。
图10为本公开至少一实施例提供的一种第一电机绕组的异常报警的判断方法的流程图。
例如，如图10所示，当判断第一电机绕组是否异常时，上述异常报警的方法可以包括：设定温度预设阈值作为预设阈值；获取第一电机绕组的实际温度和理论温度；判断实际温度和理论温度的差值是否超过温度预设阈值；如果超过，则进行异常报警。
例如，如图10所示，当第二电机包括散热风机时，可以基于第一电机的电流、环境温度和散热风机的散热功率获取第一电机绕组的理论温度。例如，该第一电机绕组的实际温度可以通过与该第一电机连接的变频器读出，该理论温度可以基于上述第一电机的电流、环境温度和散热风机的散热功率计算得出，本公开的实施例对此不作限制。
例如，如果实际温度和理论温度的差值超过温度预设阈值，则第一电机绕组的温度传感器进行异常报警；如果实际温度和理论温度的差值未超过温度预设阈值，则表示第一电机绕组的温度传感器正常。
例如，在一些示例中，还可以通过第一电机的扭矩(高压液体做工)计算出此时柱塞泵承受的理论排出压力，在计算实际排出压力过大时给出报警信号，防止由于柱塞内部积砂导致柱塞压力过大造成柱塞损坏。例如，沙子可能堵塞在柱塞泵中，通过该异常报警可以防止液体压力传感器不准确或测不到时造成的柱塞泵损坏。
例如，在该示例中，该柱塞泵的压力传感器的异常报警的判断方法具体包括：设定所述柱塞泵的排出压力预设阈值作为上述预设阈值；获取柱塞泵的实际排出压力(例如，通过变频器获取)和理论排出压力(例如，基于第一电机的扭矩获取柱塞泵的理论排出压力)；判断实际压力和理论压力的差值是否大于排出压力预设阈值；如果大于，则柱塞泵的压力传感器进行异常报警，如果小于，则表示压力传感器正常。
图11为本公开至少一实施例提供的一种油散电机的异常报警的判断方法的流程图。
例如，如图11所示，当判断油散电机(配置为为液压油散热，该液压油例如可以用作对柱塞泵润滑的润滑油)是否异常时，上述异常报警的方法可以包括：获取液压油的入口油温(在入口处的油温)和出口油温(在出口处的油温)；基于液压油的入口油温和出口油温获取理论散热功率作为理论参数。例如，入口油温和出口油温可根据温度传感器测量得到。
例如，按照液压油(例如，用于对柱塞泵润滑的润滑油)吸入温度(即入口油温，例如，进油口的油温较高)和排出温度(即出口油温，例如，因为经过了油散电机的散热，其出油口的油温较低)的差值计算得到油散电机的理论散热功率作为理论参数，并与油散电机的实际散热功率(通过变频器获得，即作为第二实际参数)进行对比，当实际散热功率与理论散热功率差值较大时系统认为散热异常给出报警。例如，当油路中有异物导致堵塞、油路排量少或油散电机有故障等情况下，会造成油散电机的异常。
图12为本公开至少一实施例提供的一种高低压润滑油泵电机的异常报警的判断方法的流程图。
例如，如图12所示，例如，当第二电机包括高低压润滑油泵电机(配置为为所述柱塞泵润滑)的情况下，即当判断高低压润滑油泵电机是否异常时，获取第二电机的理论功率，包括：获取柱塞泵的润滑油压和高低压润滑油泵电机的转速；基于柱塞泵的润滑油压和高低压润滑油泵电机的转速获取理论润滑功率作为理论参数。例如，高压润滑油泵电机和低压润滑油泵电机可以分别执行上述异常报警操作。
例如，计算高低压润滑油泵电机的理论润滑功率作为理论参数，通过读取变频器获取实际功率作为第二实际参数，当两者差值较大时，即大于预设阈值时，给出系统报警，表示润滑异常。
图13为本公开至少一实施例提供的一种第一电机的功率异常报警的判断方法的流程图。
例如，如图13所示，第一电机通过柱塞泵的排量、排出压力和排量因子计算理论功率作为理论参数，通过变频器获得第一电机的实际功率作为第二实际参数，当两者差值较大时给出报警，表示第一电机功率异常。
例如，在本公开的一些实施例中，还包括对电机功率限制的优化。图14为本公开至少一实施例提供的一种电机功率限制的优化方法的流程图。例如，如图14所示，该优化方法包括：获取电驱压裂设备的每个电机的警告限值和报警限值；判断电机的实际功率是否大于警告限值；如果是，则发出警告；判断实际功率是否大于报警限值；如果是，则降低电机的转速，以使得电机的实际功率低于警告限值。
例如，如图14所示，首先设定警告限值和报警限值，控制装置获取设定的警告限值和实际功率，并判断电机的实际功率是否大于警告限值，如果否，则保持当前状态运行；如果是，则发出功率过高警告，并且控制装置获取报警限值，判断实际功率是否大于报警限值；如果是，则降低排量，继而继续判断电机的实际功率是否低于警告限值，如果是，则消除报警，如果否，继续降低排量直至实际功率小于警告限值为止。
例如，该控制方法设置每个电机功率的最高报警限值在实际功率超过警告限值时系统给出报警提示，提醒用户注意作业功率。当实际功率超过报警限值时，设备主动降排量，并降到实际功率低于警告限值以下。防止功率过高后引起井场安全设备保护后断电而影响电驱压裂设备的正常工作。
需要说明的是，在本公开的实施例中，本公开上述各个实施例提供的控制方法的流程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行。虽然上文描述的控制方法的流程包括特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚地了解，多个操作的顺序并不受限制。上文描述的控制方法可以执行一次，也可以按照预定条件执行多次。
本公开上述实施例提供的控制方法，一方面通过输入设定的预设排量，使得第一电机自动运行到设定的预设排量后保持在当前转速，从而达到稳定运行状态，通过排量控制第一电机的转速可以更好地适应现场，对用户更加友好；另一方面，基于第一电机的转速和柱塞泵的排出压力调节柱塞泵的实时排量，可以实时修正柱塞泵的排量，保证计量准确，提高柱塞泵的泵效计算的准确度。
本公开至少一实施例还提供一种应用于电驱压裂设备的控制装置。例如，如图1所示，该电驱压裂设备包括第一电机，配置为驱动柱塞泵运行。
例如，该第一电机110为主电机，配置为驱动柱塞泵200运行，实现将低压液体转化为高压液体的功能，通过控制第一电机110的转速实现柱塞泵200的排量控制。柱塞泵200的吸入端和排出端安装有压力传感器用来检测柱塞泵200的吸入和排出压力。柱塞泵200上安装有润滑系统(图中未示出)用来对动力部分进行润滑，润滑系统安装有压力传感器和温度传感器，在压力和温度异常时发出报警信号。
图15为本公开至少一实施例提供的一种控制装置的示意框图。例如，在图15所示的示例中，该控制装置300包括第一获取单元310、第二获取单元320、调节单元330和保持单元340。例如，这些单元可以通过硬件(例如电路)模块、软件模块及其任意组合的方式等实现，本公开的实施例对此不作限制。
第一获取单元310，配置为获取柱塞泵的预设排量。例如，该第一获取单元310可以实现步骤S110，其具体实现方法可以参考步骤S110的相关描述，在此不再赘述。
第二获取单元320，配置为获取第一电机的转速和柱塞泵的排出压力；例如，该第二获取单元320可以实现步骤S120，其具体实现方法可以参考步骤S120的相关描述，在此不再赘述。
调节单元330，配置为基于第一电机的转速和柱塞泵的排出压力确定柱塞泵的实时排量并对实时排量进行调节。例如，该调节单元330可以实现步骤S130，其具体实现方法可以参考步骤S130的相关描述，在此不再赘述。
保持单元340，配置为当实时排量达到预设排量时，使得第一电机保持在稳定运行的状态。例如，该保持单元340可以实现步骤S140，其具体实现方法可以参考步骤S140的相关描述，在此不再赘述。
例如，在另一些示例中，如图1所示，电驱压裂设备100还包括第二电机120，配置为驱动第一电机110和柱塞泵200的辅助系统，且响应于第一电机的启动或停止，自动启动或停止，并在自动启动后进行自动控制以运行在稳定的状态。
例如，第二电机120为辅助电机。例如，该辅助系统包括第一电机110的散热系统或柱塞泵200的润滑系统或润滑油散热系统。例如，第二电机120包括用来对柱塞泵200进行润滑的高低压润滑油泵电机(例如，高低压润滑油泵电机包括高压油泵电机和低压油泵电机，图中未示出)、用来对润滑油(例如，液压油)散热的油散电机(图中未示出)以及用来对第一电机110散热的散热风机(图中未示出)。
例如，散热风机安装在第一电机110上用于驱动辅助系统中的散热系统以对第一电机绕组进行散热；高压油泵电机用来驱动辅助系统中的润滑系统以对柱塞泵200的曲轴箱进行润滑，低压油泵电机用来驱动辅助系统中的润滑系统以对柱塞泵200内的齿轮箱进行润滑；油散电机用来驱动润滑油散热系统以对液压油等进行散热。
需要说明的是，为表示清楚、简洁，本公开实施例并没有给出该控制装置300的全部组成单元。为实现控制装置300的必要功能，本领域技术人员可以根据具体需要提供、设置其他未示出的组成单元，本公开的实施例对此不作限制。
关于控制装置300的相关描述和技术效果可以参考本公开的实施例中提供的控制方法的相关描述和技术效果，这里不再赘述。
有以下几点需要说明：
(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上所述仅是本公开的示范性实施方式，而非用于限制本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (14)

1.一种应用于电驱压裂设备的控制方法，其中，所述电驱压裂设备包括柱塞泵和驱动所述柱塞泵的第一电机，
所述方法包括：
获取所述柱塞泵的预设排量；
获取所述第一电机的转速和所述柱塞泵的排出压力；
基于所述第一电机的转速和所述柱塞泵的排出压力确定所述柱塞泵的实时排量并对所述实时排量进行调节；
当所述实时排量达到所述预设排量时，使得所述第一电机保持在稳定运行的状态，
所述电驱压裂设备还包括第二电机，配置为驱动所述第一电机和所述柱塞泵的辅助系统，所述方法还包括：
响应于所述第一电机的启动或停止，所述第二电机自动启动或停止，且所述第二电机自动启动后进行自动控制以运行在稳定的状态。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，基于所述第一电机的转速和所述柱塞泵的排出压力确定所述柱塞泵的实时排量，包括：
根据所述第一电机的转速确定排量因子；
根据所述柱塞泵的排出压力确定排量因子校正系数；
根据所述排量因子和所述排量因子校正系数确定校正后的排量因子；
基于所述校正后的排量因子确定所述柱塞泵的实时排量。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，所述柱塞泵的排出压力和所述排量因子校正系数的对应关系存储在查找表中，
根据所述柱塞泵的排出压力确定排量因子校正系数，包括：
在所述查找表中查询与所述柱塞泵的排出压力对应的排量因子校正系数。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述第二电机自动启动后进行自动控制以运行在稳定的状态，包括：
获取所述电驱压裂设备的预设参数和第一实际参数；
判断所述第一实际参数是否大于所述预设参数；
如果是，则调节所述第二电机的转速。
5.根据权利要求1-3任一所述的控制方法，还包括：
对所述柱塞泵的润滑时间进行优化，
其中，对所述柱塞泵的润滑时间进行优化，包括：
设定润滑时长和非润滑时长；
持续润滑所述柱塞泵所述润滑时长后，暂停润滑所述柱塞泵所述非润滑时长，并依次循环。
6.根据权利要求1-3任一所述的控制方法，还包括：
对所述柱塞泵的润滑时间进行优化，
其中，对所述柱塞泵的润滑时间进行优化，包括：
设定润滑脉冲个数和非润滑脉冲个数；
持续润滑所述柱塞泵的所述润滑脉冲个数后，暂停润滑所述柱塞泵的所述非润滑脉冲个数，并依次循环。
7.根据权利要求1-3任一所述的控制方法，还包括：
设定预设阈值；
获取所述电驱压裂设备的第二实际参数和理论参数；
判断所述第二实际参数和所述理论参数的差值是否大于所述预设阈值；
如果大于，则进行异常报警。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其中，所述第二实际参数和理论参数分别为所述第一电机的实际功率和理论功率，或分别为所述第一电机绕组的实际温度和理论温度，或分别为所述柱塞泵的实际排出压力和理论排出压力，或分别为所述第二电机的实际功率和理论功率，或分别为所述柱塞泵的实际排量和理论排量。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其中，基于所述第一电机的电流、环境温度和散热风机的散热功率获取所述第一电机绕组的理论温度。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其中，基于所述第一电机的扭矩获取所述柱塞泵的理论排出压力。
11.根据权利要求8所述的控制方法，其中，所述第二电机包括油散电机，配置为为液压油散热，
获取所述电驱压裂设备的理论参数，包括：
获取所述液压油的入口油温和出口油温；
基于所述液压油的入口油温和出口油温获取理论散热功率作为所述理论参数。
12.根据权利要求8所述的控制方法，其中，所述第二电机包括高低压润滑油泵电机，配置为所述柱塞泵润滑，
获取所述电驱压裂设备的理论参数，包括：
获取所述柱塞泵的润滑油压和所述高低压润滑油泵电机的转速；
基于所述润滑油压和所述高低压润滑油泵电机的转速获取理论润滑功率作为所述理论参数。
13.根据权利要求1-3任一所述的控制方法，还包括：
获取所述电驱压裂设备的每个电机的警告限值和报警限值；
判断所述电机的实际功率是否大于所述警告限值；
如果是，则发出警告；
判断所述实际功率是否大于所述报警限值；
如果是，则降低所述电机的转速，以使得所述电机的实际功率低于所述警告限值。
14.一种应用于电驱压裂设备的控制装置，其中，所述电驱压裂设备包括第一电机，配置为驱动柱塞泵运行，
所述装置包括：
第一获取单元，配置为获取所述柱塞泵的预设排量；
第二获取单元，配置为获取所述第一电机的转速和所述柱塞泵的排出压力；
调节单元，配置为基于所述第一电机的转速和所述柱塞泵的排出压力确定所述柱塞泵的实时排量并对所述实时排量进行调节；
保持单元，配置为当所述实时排量达到所述预设排量时，使得所述第一电机保持在稳定运行的状态，其中，所述电驱压裂设备还包括第二电机，配置为驱动所述第一电机和所述柱塞泵的辅助系统，且响应于所述第一电机的启动或停止，自动启动或停止，并在自动启动后进行自动控制以运行在稳定的状态。
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