CN113982758A - 燃气供给系统、燃气供给方法和装载有涡轮发动机的装备 - Google Patents

Abstract

一种燃气供给系统、燃气供给方法和装载有涡轮发动机的装备。该燃气供给系统包括主管路和多功能管路；主管路包括第一子管路和与第一子管路相连的第二子管路；第一子管路包括依次设置的第一进气管、第一供气阀和第一出气管，第一进气管被配置为输入燃气；第二子管路包括燃气供给阀和供气管，第一出气管与燃气供给阀相连，供气管被配置为与涡轮发动机相连，多功能管路包括依次设置的第二进气管、第二供气阀和第二出气管，第二出气管与第一出气管相连通。由此，该燃气供给系统可通过多功能管路提高了燃气供给系统的安全性，并降低了现场的操作难度和成本，并保证整个燃气供给系统的稳定、连续工作。

Description

燃气供给系统、燃气供给方法和装载有涡轮发动机的装备

技术领域

本公开的实施例涉及一种燃气供给系统、燃气供给方法和装载有涡轮发动机的装备。

背景技术

在石油和天然气开采领域，压裂技术是在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技术。通过压裂技术使得油气层形成裂缝，从而可改善石油或天然气在地下的流动环境，使油井产量增加。

另一方面，涡轮发动机因其具有体积小、重量轻、功率大、燃料经济性好等优点，被广泛应用于压裂设备和发电设备。涡轮发动机具有很好的燃料兼容性，柴油、液化天然气(LNG)、压缩天然气(CNG)甚至是生物燃油都可以作为涡轮发动机的燃料。

发明内容

本公开实施例提供一种燃气供给系统、燃气供给方法和装载有涡轮发动机的装备。该燃气供给系统可通过多功能管路从第一子管路的第一出气管通入高压气体(例如，高压空气)，以将第一子管路中残留的燃气排出，从而提高了燃气供给系统的安全性，并降低了现场的操作难度和成本；另一方面，该燃气供给系统还可通过多功能管路在作业前对主管路进行压力测试，提前排出主管路泄露等安全隐患；该燃气供给系统还可在主管路中的燃气不足时，通过多功能管路通入燃气，从而保证整个燃气供给系统的稳定、连续工作。

本公开至少一个实施例提供一种燃气供给系统，其包括：主管路，包括第一子管路和与所述第一子管路相连的第二子管路；以及多功能管路，所述第一子管路包括依次设置的第一进气管、第一供气阀和第一出气管，所述第一进气管被配置为输入燃气；所述第二子管路包括燃气供给阀和供气管，所述第一出气管与所述燃气供给阀相连，所述供气管被配置为与涡轮发动机相连，所述多功能管路包括依次设置的第二进气管、第二供气阀和第二出气管，所述第二出气管与所述第一出气管相连通。

例如，在本公开一实施例提供的燃气供给系统中，所述第一子管路还包括：燃气调压阀，位于所述第一供气阀和所述第一出气管之间；以及旁通单向阀，所述旁通单向阀的输入端与所述第一出气管相连通，所述旁通单向阀的输出端位于所述燃气调压阀和所述第一供气阀之间，所述旁通单向阀在从所述输入端到所述输出端的方向上可导通，在从所述输出端到所述输入端的方向上不导通。

例如，在本公开一实施例提供的燃气供给系统中，所述第一子管路还包括：至少一个燃气过滤器，位于所述第一供气阀和所述燃气调压阀之间；以及气源压力表，位于所述第一供气阀和所述燃气过滤器之间，或者位于所述第一进气管与所述第一供气阀之间，所述旁通单向阀的输出端位于所述燃气过滤器和所述燃气调压阀之间。

例如，在本公开一实施例提供的燃气供给系统中，所述第一子管路还包括：第一压力传感器，位于所述第一供气阀和所述燃气过滤器之间，被配置为实时监测供气压力。

例如，本公开一实施例提供的燃气供给系统还包括：排污阀，位于所述第一供气阀和所述燃气调压阀之间，所述排污阀的高度小于所述主管路的高度。

例如，在本公开一实施例提供的燃气供给系统中，所述第一子管路还包括：燃气温度传感器，位于所述第一出气管上并被配置为检测所述第一出气管中的燃气的温度；以及第二压力传感器，位于所述第一出气管上并被配置为检测所述第一出气管中的燃气的压力。

例如，本公开一实施例提供的燃气供给系统还包括：第一供气接口，包括第一输气管，所述第一输气管与所述第一进气管相连通；第二供气接口，包括第二输气管，所述第二输气管与所述第一进气管相连通；以及第三供气接口，包括第三输气管，所述第三输气管与所述第一进气管相连通，所述第二输气管和所述第三输气管的管径大于所述第一输气管的管径，所述第二输气管和所述第三输气管的管径大于所述第一进气管的管径。

例如，在本公开一实施例提供的燃气供给系统中，所述第二输气管和所述第三输气管的管径大于等于所述第一输气管的管径的2倍。

例如，在本公开一实施例提供的燃气供给系统中，所述第二子管路还包括：流量控制阀，位于所述燃气供给阀和所述供气管之间；以及燃气单向阀，所述燃气单向阀的输入端与所述流量控制阀相连，所述燃气单向阀的输出端与所述供气管相连通。

例如，在本公开一实施例提供的燃气供给系统中，所述第二子管路还包括：燃气排空阀，位于所述燃气供给阀和所述燃气单向阀之间。

本公开至少一个实施例还提供一种装载有涡轮发动机的装备，其包括：涡轮发动机；以及上述任一项所述燃气供给系统，所述涡轮发动机包括燃料喷嘴，所述供气管被配置为向所述燃料喷嘴提供燃气。

例如，在本公开一实施例提供的装载有涡轮发动机的装备中，所述装备包括载具，所述燃气供给系统还包括：第一供气接口，包括第一输气管，所述第一输气管与所述第一进气管相连通；第二供气接口，包括第二输气管，所述第二输气管与所述第一进气管相连通；以及第三供气接口，包括第三输气管，所述第三输气管与所述第一进气管相连通，所述第二输气管和所述第三输气管的管径大于所述第一输气管的管径，所述第二输气管和所述第三输气管的管径大于所述第一进气管的管径，所述第二供气接口和所述第三供气接口分别位于所述载具的两侧。

例如，本公开一实施例提供的装载有涡轮发动机的装备还包括：发电机，与所述涡轮发动机的输出轴相连，并被配置为利用所述涡轮发动机输出的动力进行发电。

例如，本公开一实施例提供的装载有涡轮发动机的装备还包括：柱塞泵，与所述涡轮发动机的输出轴相连，并配置为利用所述涡轮发动机输出的动力对液体进行加压。

本公开至少一个实施例还提供一种上述任一项所述燃气供给系统的燃气供给方法，包括：在燃气供给前，打开所述第二供气阀，通过所述多功能管路向所述第一子管路通入第一高压气体，以对所述第一子管路进行试压；以及在作业结束后，打开所述第二供气阀，通过所述多功能管路向所述第一子管路通入第二高压气体，将所述第一子管路中残留的燃气从所述第一进气管排出。

例如，本公开一实施例提供的燃气供给系统的燃气供给方法还包括：在作业过程中，当所述第一出气管中的燃气压力小于预设值时，打开所述第二供气阀，通过所述多功能管路向所述第一出气管通入燃气。

例如，在本公开一实施例提供的燃气供给系统的燃气供给方法中，所述燃气供给系统设置为多个，各所述燃气供给系统还包括：第一供气接口，包括第一输气管，所述第一输气管与所述第一进气管相连通；第二供气接口，包括第二输气管，所述第二输气管与所述第一进气管相连通；以及第三供气接口，包括第三输气管，所述第三输气管与所述第一进气管相连通，所述第二输气管和所述第三输气管的管径大于所述第一输气管的管径，所述第二输气管和所述第三输气管的管径大于所述第一进气管的管径，所述燃气供给方法还包括：将相邻两个所述燃气供给系统中的一个所述第三供气接口与两个所述燃气供给系统中的另一个所述第二供气接口相连，以将多个所述燃气供给系统串联。

例如，在本公开一实施例提供的燃气供给系统的燃气供给方法中，所述燃气供给系统还包括：排污阀，位于所述第一输气管、所述第二输气管和所述第三输气管中的至少之一上，所述排污阀的高度小于所述主管路的高度，所述燃气供给方法还包括：打开所述排污阀将所述主管路中的杂物排出

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，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公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1为一种涡轮压裂车的燃气供给系统的示意图；

图2为本公开一实施例提供的一种燃气供给系统的示意图；

图3为本公开一实施例提供的另一种燃气供给系统的示意图；

图4为本公开一实施例提供的另一种燃气供给系统的示意图

图5为本公开一实施例提供的一种装载有涡轮发动机的装备的示意图；

图6为本公开一实施例提供的一种装载有涡轮发动机的装备成组工作的示意图；以及

图7为本公开一实施例提供的另一种装载有涡轮发动机的装备的示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

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公开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。“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。

图1为一种涡轮压裂车的燃气供给系统的示意图。如图1所示，该燃气供给系统包括：通过管道相连的并依次设置的燃气供给球阀01、燃气压力表02、燃气压力传感器03、燃气温度传感器04、燃气过滤器05、燃气供给电磁阀06、燃气流量控制阀07、涡轮发动机燃气单向阀08。由此，在该燃气供给系统作业时，燃气可通过燃气供给球阀01进入管路；燃气压力传感器03和燃气温度传感器04可检测燃气的压力参数和温度参数；随后，经过燃气过滤器05滤除杂质后，过滤后的燃气可通过燃气供给电磁阀06、燃气流量控制阀07、涡轮发动机燃气单向阀08到达涡轮发动机的燃气分配阀块09，然后燃气分配阀块09可将燃气分配到涡轮发动机的燃烧室内的各个喷嘴10进行燃烧。

图1所示的燃气供给系统通过设置燃气过滤器05可直接将压裂井口产生的井口气进行处理，并提供给涡轮发动机。因此，该燃气供给系统可利用井场产生的井口气，从而可产生较大的经济效益。然而，上述的燃气供给系统存在以下几点不足：(1)作业结束后，该燃气供给系统无法实现将燃气供给系统中残留的燃气排出，因而具有安全隐患；(2)整个燃气供给系统仅有一个供气接口，当井口气不足时，只能将供气球阀01前的管路拆除，然后再替换为其他管路，从而导致现场操作复杂、低效；(3)在每次作业前，该燃气供给系统没有单独的压力测试接口；(4)当涡轮压裂车以车组的型式在井场进行作业时，相邻两台压裂车的燃气供给系统无法相通，从而导致井场的管路连接复杂，并增加成本。

对此，本公开实施例提供一种燃气供给系统、燃气供给方法和装载有涡轮发动机的装备。该燃气供给系统包括主管路和多功能管路；主管路包括第一子管路和与第一子管路相连的第二子管路；第一子管路包括依次设置的第一进气管、第一供气阀和第一出气管，第一进气管被配置为输入燃气；第二子管路包括燃气供给阀和供气管，第一出气管与燃气供给阀相连，供气管被配置为与涡轮发动机相连，多功能管路包括依次设置的第二进气管、第二供气阀和第二出气管，第二出气管与第一出气管相连通。由此，该燃气供给系统可通过多功能管路从第一子管路的第一出气管通入高压气体(例如，高压空气)，以将第一子管路中残留的燃气排出，从而提高了燃气供给系统的安全性，并降低了现场的操作难度和成本；另一方面，该燃气供给系统还可通过多功能管路在作业前对主管路进行压力测试，提前排出主管路泄露等安全隐患；该燃气供给系统还可在主管路中的燃气不足时，通过多功能管路通入燃气，从而保证整个燃气供给系统的稳定、连续工作。

下面，结合附图对本公开实施例提供的燃气供给系统、燃气供给方法和装载有涡轮发动机的装备进行详细的说明。

图2为本公开一实施例提供的一种燃气供给系统的示意图。如图2所示，该燃气供给系统100包括主管路110，主管路110用于直接向涡轮发动机提供燃气；主管路110包括第一子管路120和与第一子管路120相连的第二子管路130；第一子管路120包括依次设置的第一进气管121、第一供气阀122和第一出气管123，第一进气管121被配置为输入燃气；第二子管路130包括燃气供给阀131和供气管132，第一出气管123与燃气供给阀131相连，供气管132被配置为与涡轮发动机相连。

如图2所示，该燃气供给系统100还包括多功能管路140，多功能管路140包括依次设置的第二进气管141、第二供气阀142和第二出气管143，第二出气管143与第一出气管123相连通。需要说明的是，在上述的第一子管路、第二子管路和多功能管路中，依次设置的各个管道、阀门和功能部件之间还可插入其他管道、阀门和功能部件，本公开实施例在此不作限制。

在本公开实施例提供的燃气供给系统中，由于多功能管路140的第二出气管143与第一子管路120的第一出气管123相连通，例如可通过三通接头相连通；当一次作业完成之后，可打开多功能管路140的第二供气阀142，从而通过多功能管路140向第一子管路120的第一出气管123通入高压气体(例如，高压空气或者压缩空气)，此时由于燃气供给阀131已经关闭，通入第一出气管123的高压气体可向第一进气管121流动，从而将第一子管路120中残留的燃气排出，从而提高了该燃气供给系统100的安全性，并降低了现场的操作难度和成本。另一方面，在作业之前，该燃气供给系统100可将第一进气管121堵住，然后通过多功能管路140向第一子管路120的第一出气管123通入高压气体(例如，高压空气或者压缩空气)，从而可对第一子管路120进行压力测试，提前排出主管路泄露等安全隐患。另外，在作业过程中，当主管路110中的燃气不足时，该燃气供给系统100还可通过多功能管路140通入燃气以对燃气进行补充，从而保证整个燃气供给系统100的稳定、连续工作。

例如，上述的高压气体的压力大于一个标准大气压，即大于0.1MPa。

例如，上述的燃气可为天然气、井口气或者其他可供涡轮发动机燃烧的气体。

在一些示例中，如图2所示，第一子管路120还包括燃气调压阀124和旁通单向阀125；燃气调压阀124位于第一供气阀122和第一出气管123之间；旁通单向阀125的输入端1251与第一出气管123相连通，旁通单向阀125的输出端1252位于燃气调压阀124和第一供气阀122之间。旁通单向阀125在从输入端1251到输出端1252的方向上可导通，在从输出端1252到输入端1251的方向上不导通。如此设置，在作业过程中，当燃气的压力过高时，燃气调压阀124可对燃气进行减压，以使得减压后的燃气压力符合涡轮发动机的供气压力，从而可进一步提高燃气供给系统安全性。另一方面，在利用多功能管路140向第一子管路120的第一出气管123通入高压气体，以将第一子管路120中残留的燃气排出时，由于燃气调压阀124处于关闭状态，高压气体无法从燃气调压阀124进入第一进气管121，通过设置旁通单向阀125可使得高压气体进入第一进气管121，从而将第一子管路120中残留的燃气排出。

在一些示例中，如图2所示，第一子管路120还包括至少一个燃气过滤器126和气源压力表127；燃气过滤器126位于第一供气阀122和燃气调压阀124之间；气源压力表127位于第一供气阀122和燃气过滤器126之间；此时，旁通单向阀125的输出端1252位于燃气过滤器126和燃气调压阀124之间。

在该示例提供的燃气供给系统中，可通过至少一个燃气过滤器160对从第一进气管121输入的燃气进行过滤和处理，因此该燃气供给系统100可直接利用井口气，从而可大大提高经济效益。另外，由于井口气存在压力、供给量不稳定等问题，本公开实施例提供的燃气供给系统100可通过上述的多功能管路140在井口气不足时向主管路110通入燃气，从而保证整个燃气供给系统100的稳定、连续工作。例如，第一进气管121被配置为连接井口气，多功能管路140的第二进气管141被配置为连接天然气供给装置，例如天然气储气罐。另外，气源压力表127可对第一进气管121中输入的燃气的压力进行检测，从而对输入的燃气进行监控。并且，气源压力表127可以第一进气管121中输入的燃气的压力以可视化的方式呈现，从而便于现场的人员进行监控。

需要说明的是，虽然图2中所示的气源压力表127位于第一供气阀122和燃气过滤器126之间，但是本公开实施例提供的燃气供给系统中的气源压力表127的设置不限于此。图3为本公开一实施例提供的另一种燃气供给系统的示意图。如图3所示，该气源压力表127还可设置第一进气管121与第一供气阀122之间。

在一些示例中，如图2和图3所示，第一子管路120包括两个燃气过滤器126，从而可提高燃气过滤的冗余度，提高安全性。当然，本公开实施例包括但不限于此，燃气过滤器的数量也可根据实际需要进行设置。

在一些示例中，如图2所示，燃气过滤器126位于第一供气阀122和燃气调压阀124之间；但本公开实施例包括但不限于此，如图3所示，燃气过滤器126还可设置在燃气调压阀124远离第一供气阀122的一侧，也即旁通单向阀125的输入端1251。

在一些示例中，如图2所示，第一子管路120还包括第一压力传感器129A，位于第一供气阀122和燃气过滤器126之间，被配置为实时监测供气压力。例如，第一压力传感器129A检测的压力数值可通过有线或无线的方式发送给本地控制端或者远程控制端。

在一些示例中，如图2所示，该燃气供给系统100还包括排污阀160；位于第一供气阀122和燃气调压阀124之间，并且排污阀160的高度小于主管路110的高度。需要说明的是，上述的高度是相对于水平面的高度。由此，该燃气供给系统100可通过排污阀160将主管路110中的杂物，例如冷凝水排出。需要说明的是，为了更好地进行排污，排污阀160的高度还小于其位于的输气管靠近第一进气管121的部分的高度。需要说明的是，本公开实施例包括但不限于此，排污阀也可设置在其他合适的位置。

在一些示例中，主管路110可与多功能管路140大致位于同一平面上，而排污阀160不位于该平面。由此，在安装该燃气供给系统时，可方便地将排污阀160的高度设置为小于主管路110的高度。

在一些示例中，如图2和图3所示，第一子管路120还包括：燃气温度传感器128和第二压力传感器129B；燃气温度传感器128位于第一出气管123上并被配置为检测第一出气管123中的燃气的温度；第二压力传感器129B位于第一出气管123上并被配置为检测第一出气管123中的燃气的压力。由此，燃气温度传感器128和第二压力传感器129B可检测第一出气管123之中的燃气的温度和压力，也即进入第二子管路130中的燃气的温度和压力。

需要说明的是，本公开实施例对于燃气温度传感器128和第二压力传感器129B的设置顺序不作限制；如图2所示，燃气温度传感器128可设置在第二压力传感器129B靠近第一进气管121的一侧；如图3所示，燃气温度传感器128可设置在第二压力传感器129B远离第一进气管121的一侧。

例如，燃气温度传感器128检测的温度数值和第二压力传感器129B检测的压力数值可通过有线或无线的方式发送给本地控制端或者远程控制端。

在一些示例中，如图2和图3所示，多功能管路140的第二出气管143与第一子管路120的第一出气管123的连接位置可设置三通接头181；此时，燃气温度传感器128或第二压力传感器129B可设置在三通接头181所在的位置。当然，本公开实施例包括但不限于此，燃气温度传感器128和燃气压力传感器129也可均设置在三通接头181靠近第一进气管121的一侧，或者三通接头181远离第一进气管121的一侧，或者分别设置在三通接头181的两侧。

在一些示例中，如图2和图3所示，第二子管路130还包括流量控制阀134和燃气单向阀135；流量控制阀134位于燃气供给阀131和供气管132之间；燃气单向阀135的输入端1351与流量控制阀134相连，燃气单向阀1352的输出端1352与供气管132相连通。由此，流量控制阀134可对燃气的流量进行控制，而燃气单向阀可防止涡轮发动机中的气体回流。

在一些示例中，如图2和图3所示，燃气供给阀131和流量控制阀134可为电磁阀，并且与涡轮发动机的控制单元260(ECU)电性相连或者通信相连。由此，燃气供给阀131和流量控制阀134的开关和开度大小可由涡轮发动机的控制单元260(ECU)控制。例如，涡轮发动机的控制单元(ECU)可根据转速的高低来确定流量控制阀134的开度大小。需要说明的是，上述的电性相连是指通过信号线相连，上述的通信相连包括通过信号线相连的情况，也包括通过无线方式(例如，Wifi、射频、移动网络等无线方式)相连的情况。

在一些示例中，如图2和图3所示，供气管132可与涡轮发动机的燃气分配阀块210，然后燃气分配阀块210可将燃气分配到涡轮发动机的燃烧室内的各个喷嘴220进行燃烧。

在一些示例中，如图2和图3所示，第二子管路130还包括：燃气排空阀137，位于燃气供给阀131和燃气单向阀135之间。在完成一次作业之后，燃气排空阀137可用于将第二子管路中残余的可燃气体排出。

在一些示例中，第一供气阀122、第二供气阀142和排污阀160可采用球阀。当然，本公开实施例包括但不限于此，第一供气阀122、第二供气阀142和排污阀160也可采用其他种类的阀门。

图4为本公开一实施例提供的另一种燃气供给系统的示意图。如图4所示，该燃气供给系统100同样包括主管路110和多功能管路140；主管路110用于直接向涡轮发动机提供燃气；主管路110包括第一子管路120和与第一子管路120相连的第二子管路130；第一子管路120包括依次设置的第一进气管121、第一供气阀122和第一出气管123，第一进气管121被配置为输入燃气；第二子管路130包括燃气供给阀131和供气管132，第一出气管123与燃气供给阀131相连，供气管132被配置为与涡轮发动机相连；多功能管路140包括依次设置的第二进气管141、第二供气阀142和第二出气管143，第二出气管143与第一出气管123相连通。

如图4所示，该燃气供给系统100还包括：第一供气接口151、第二供气接口152和第三供气接口153；第一供气接口151包括第一输气管1510，第一输气管1510与第一进气管121相连通；第二供气接口152包括第二输气管1520，第二输气管1520与第一进气管121相连通；第三供气接口153包括第三输气管1530，第三输气管1530与第一进气管121相连通；第二输气管1520和第三输气管1530的管径大于第一输气管1510的管径，第二输气管1520和第三输气管1530的管径大于第一进气管121的管径。由此，在该燃气供给系统100中，第一供气接口151、第二供气接口152和第三供气接口153均可用于向第一进气管121提供燃气；当第一供气接口151、第二供气接口152和第三供气接口153中的一个的供气量或者供气压力不足时，可快速地通过其他两个向第一进气管121提供燃气。另外，由于第二输气管1520和第三输气管1530的管径大于第一输气管1510的管径，多个燃气供给系统100可通过将相邻的两个燃气供给系统100中的一个的第三供气接口153与相邻的两个燃气供给系统100中的另一个的第二供气接口152相连，来实现串联作业。

例如，第二输气管1520和第三输气管1530的管径大于等于第一输气管1510的管径的2倍。例如，当第一输气管1510的管径为2英寸时，第二输气管1520和第三输气管1530的管径可大于等于4英寸。

例如，如图4所示，第一输气管1510、第二输气管1520和第三输气管1530可通过四通182与第一进气管121相连。

在一些示例中，如图4所示，该燃气供给系统100还包括排污阀160，排污阀160位于第一输气管1510、第二输气管1520和第三输气管1530中的至少之一上，并且排污阀160的高度小于主管路110的高度。由此，该燃气供给系统100可通过排污阀160将主管路110中的杂物，例如冷凝水排出。需要说明的是，为了更好地进行排污，排污阀160的高度还小于其位于的输气管靠近第一进气管121的部分的高度。

例如，主管路110可与多功能管路140大致位于同一平面上，而排污阀160不位于该平面。由此，在安装该燃气供给系统时，可方便地将排污阀160的高度设置为小于主管路110的高度。

例如，如图4所示，排污阀160位于第三输气管1530上；当然，本公开实施例包括但不限于此，排污阀也可位于第一输气管或第二输气管上。

本公开一实施例还提供一种燃气供给系统的燃气供给方法，该燃气供给系统可为上述任一示例提供的燃气供给系统。该燃气供给方法包括：在燃气供给前，打开第二供气阀，通过多功能管路向第一子管路通入第一高压气体，以对第一子管路进行试压；以及在作业结束后，打开第二供气阀，通过多功能管路向第一子管路通入第二高压气体，将第一子管路中残留的燃气从第一进气管排出。

在本公开实施例提供的燃气供给方法中，在作业前，可通过多功能管路向第一子管路的第一出气管通入第一高压气体(例如，高压空气)，从而可对第一子管路进行压力测试，提前排出主管路泄露等安全隐患；在作业后，可通过多功能管路通入第二高压气体，以将第一子管路中残留的燃气排出，从而提高了该燃气供给系统的安全性，并降低了现场的操作难度和成本。

需要说明的，上述的第一高压气体和第二高压气体可为同样种类的气体，也可为不同种类的气体。另外，上述的第一高压气体和第二高压气体的压强也可相同，也可不同，只要大于0.1Mpa即可。当然，为了使得整个系统简单化，并降低成本，第一高压气体和第二高压气体可均为压缩空气。

在一些示例中，该燃气供给方法还包括：在作业过程中，当第一出气管中的燃气压力小于预设值时，打开第二供气阀，通过多功能管路向第一出气管通入燃气，从而保证整个燃气供给系统的稳定、连续工作。特别是，当该燃气供给系统采用井口气作为燃气时，由于井口气存在压力、供给量不稳定等问题，该燃气供给方法可通过上述的多功能管路在井口气不足时向主管路通入燃气，从而保证整个燃气供给系统的稳定、连续工作。

例如，可通过第二压力传感器来检测第一出气管中的燃气压力，然后判断该燃气压力是否小于预设值。

在一些示例中，该燃气供给方法还包括：将第一进气管连接井口气，将多功能管路的第二进气管连接天然气供给装置，例如天然气储气罐。

在一些示例中，燃气供给系统可设置为多个，参见图4，该燃气供给系统100还包括：第一供气接口151、第二供气接口152和第三供气接口153；第一供气接口151包括第一输气管1510，第一输气管1510与第一进气管121相连通；第二供气接口152包括第二输气管1520，第二输气管1520与第一进气管121相连通；第三供气接口153包括第三输气管1530，第三输气管1530与第一进气管121相连通；第二输气管1520和第三输气管1530的管径大于第一输气管1510的管径，第二输气管1520和第三输气管1530的管径大于第一进气管121的管径。此时，该燃气供给方法还包括：将相邻两个燃气供给系统中的一个第三供气接口与两个燃气供给系统中的另一个第二供气接口相连，以将多个燃气供给系统串联。

在一些示例中，燃气供给系统还包括：排污阀，位于第一输气管、第二输气管和第三输气管中的至少之一上，排污阀的高度小于主管路的高度；该燃气供给方法还包括：打开排污阀将主管路中的杂物排出。

下面，以图4所示的燃气供给系统为例对燃气供给方法进行具体说明。值得注意的是，本公开实施例提供的燃气供给方法包括但不限于下面的具体执行步骤。

在一些示例中，当该燃气供给系统采用图4所示的燃气供给系统时，该燃气供给方法可包括：在作业前，可将多功能管路140的第二进气管1411与试压管路相连，将第一供气接口151、第二供气接口152和第三供气接口153用堵头堵死，关闭排污阀160，打开第一供气阀122，并保证燃气供给阀131处于关闭状态；然后，打开第二供气阀142，通过多功能管路140向第一子管路120通入高压气体，从而对第一子管路120进行压力测试，提前排出主管路泄露等安全隐患。

在一些示例中，当该燃气供给系统采用图4所示的燃气供给系统时，该燃气供给方法可包括：在作业中，将第一供气接口151、第二供气接口152和第三供气接口153中的一个与燃气气源相连，另外两个采用堵头堵死，然后通过燃气调压阀124将气源压力调节到涡轮发动机所需的供气压力(一般为250psi)，一切准备就绪后，可启动涡轮发动机进行作业。

在一些示例中，当该燃气供给系统采用图4所示的燃气供给系统时，该燃气供给方法可包括：在作业中，若燃气气源(例如井口气)不足时，燃气压力传感器129会检测到供气压力较低，将第二进气管141与备用燃气气源(例如，天然气储气罐)相连，打开第二供气阀142，备用燃气通过多功能管路140进入第一子管路120，从而实现备用气源对涡轮发动机供气的补给。

在一些示例中，当该燃气供给系统采用图4所示的燃气供给系统时，该燃气供给方法可包括：作业结束后，确保第二供气阀142处于关闭状态，使第二进气管141与压缩气源相连，第一供气接口151、第二供气接口152和第三供气接口153中的一个与收集燃气的专用容器相连；连接完成后，打开第二供气阀142，高压气体通过多功能管路140今日第一子管路120，从而将此时第一子管路120中残留的燃气顶替，并从第一供气接口151排出。

在一些示例中，当该燃气供给系统采用图4所示的燃气供给系统时，该燃气供给方法可包括：当第一子管路120中残留的燃气被顶替之后，可打开排污阀160，将第一子管路120中的杂物，例如冷凝水排出。

本公开一实施例还提供一种装载有涡轮发动机的装备。图5为本公开一实施例提供的一种装载有涡轮发动机的装备的示意图。如图5所示，该装备500包括涡轮发动机200和燃气供给系统100；该燃气供给系统100可为上述任一示例提供的燃气供给系统。涡轮发动机200包括燃料喷嘴220，供气管132被配置为燃料喷嘴220提供燃气。

在一些示例中，如图5所示，该装备500还包括：柱塞泵300，与所述涡轮发动机200的输出轴250相连，并配置为利用涡轮发动机200输出的动力对液体进行加压。例如，柱塞泵300可对压裂液进行加压，然后加压后的压裂液可注入井口进行压裂作业。

在一些示例中，如图5所示，该装备500可为一种移动式压裂设备，包括载具510；此时，该燃气供给系统100还包括：第一供气接口151、第二供气接口152和第三供气接口153；第一供气接口151包括第一输气管1510，第一输气管1510与第一进气管121相连通；第二供气接口152包括第二输气管1520，第二输气管1520与第一进气管121相连通；第三供气接口153包括第三输气管1530，第三输气管1530与第一进气管121相连通；第二输气管1520和第三输气管1530的管径大于第一输气管1510的管径，第二输气管1520和第三输气管1530的管径大于第一进气管121的管径。

如图5所示，第二供气接口152和第三供气接口153分别位于载具510的两侧。由此，当多个移动式压裂设备成组作业时，由于第二供气接口152和第三供气接口153分别位于载具510的两侧，从而方便将多个燃气供给系统100串联，从而简化了现场的管路。需要说明的是，上述的载具的两侧是指与载具的大梁延伸方向垂直的方向上的彼此相对的两侧，或者与燃气供给系统的主管路的延伸方向垂直的方向上的彼此相对的两侧。

图6为本公开一实施例提供一种装载有涡轮发动机的装备成组工作的示意图。如图6所示，该装载有涡轮发动机的装备500可为涡轮压裂车；4台涡轮压裂车500依次设置并形成车组；将车组中距离燃气气源600(例如井口)最近的一个涡轮压裂车500(即第一涡轮压裂车)的第二供气接口152与燃气气源相连，将车组中距离燃气气源(例如井口)最近的一个涡轮压裂车500的第三供气接口153与相邻的一个涡轮压裂车500(即第二涡轮压裂车)的第二供气接口152相连；将第二涡轮压裂车500的的第三供气接口153与相邻的一个涡轮压裂车500(即第三涡轮压裂车)的第二供气接口152相连；将第三涡轮压裂车500的第三供气接口153与相邻的一个涡轮压裂车500(即第四涡轮压裂车)的第二供气接口152相连。由此，这4台涡轮压裂车500可实现串联作业。

图7为本公开一实施例提供的另一种装载有涡轮发动机的装备的示意图。如图7所示，该装备500还包括发电机400，与涡轮发动机200的输出轴250相连，并被配置为利用涡轮发动机200输出的动力进行发电。

有以下几点需要说明：

(1)本公开实施例附图中，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，本公开同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。

以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种燃气供给系统，包括：

主管路，包括第一子管路和与所述第一子管路相连的第二子管路；以及

多功能管路，

其中，所述第一子管路包括依次设置的第一进气管、第一供气阀和第一出气管，所述第一进气管被配置为输入燃气；所述第二子管路包括燃气供给阀和供气管，所述第一出气管与所述燃气供给阀相连，所述供气管被配置为与涡轮发动机相连，

所述多功能管路包括依次设置的第二进气管、第二供气阀和第二出气管，所述第二出气管与所述第一出气管相连通。

2.根据权利要求1所述的燃气供给系统，其中，所述第一子管路还包括：

燃气调压阀，位于所述第一供气阀和所述第一出气管之间；以及

旁通单向阀，所述旁通单向阀的输入端与所述第一出气管相连通，所述旁通单向阀的输出端位于所述燃气调压阀和所述第一供气阀之间，所述旁通单向阀在从所述输入端到所述输出端的方向上可导通，在从所述输出端到所述输入端的方向上不导通。

3.根据权利要求2所述的燃气供给系统，其中，所述第一子管路还包括：

至少一个燃气过滤器，位于所述第一供气阀和所述燃气调压阀之间；以及

气源压力表，位于所述第一供气阀和所述燃气过滤器之间，或者位于所述第一进气管与所述第一供气阀之间，

其中，所述旁通单向阀的输出端位于所述燃气过滤器和所述燃气调压阀之间。

4.根据权利要求3所述的燃气供给系统，其中，所述第一子管路还包括：

第一压力传感器，位于所述第一供气阀和所述燃气过滤器之间，被配置为实时监测供气压力。

5.根据权利要求2所述的燃气供给系统，还包括：

排污阀，位于所述第一供气阀和所述燃气调压阀之间，

其中，所述排污阀的高度小于所述主管路的高度。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的燃气供给系统，其中，所述第一子管路还包括：

燃气温度传感器，位于所述第一出气管上并被配置为检测所述第一出气管中的燃气的温度；以及

第二压力传感器，位于所述第一出气管上并被配置为检测所述第一出气管中的燃气的压力。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的燃气供给系统，还包括：

第一供气接口，包括第一输气管，所述第一输气管与所述第一进气管相连通；

第二供气接口，包括第二输气管，所述第二输气管与所述第一进气管相连通；以及

第三供气接口，包括第三输气管，所述第三输气管与所述第一进气管相连通，

其中，所述第二输气管和所述第三输气管的管径大于所述第一输气管的管径，所述第二输气管和所述第三输气管的管径大于所述第一进气管的管径。

8.根据权利要求7所述的燃气供给系统，其中，所述第二输气管和所述第三输气管的管径大于等于所述第一输气管的管径的2倍。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的燃气供给系统，其中，所述第二子管路还包括：

流量控制阀，位于所述燃气供给阀和所述供气管之间；以及

燃气单向阀，所述燃气单向阀的输入端与所述流量控制阀相连，所述燃气单向阀的输出端与所述供气管相连通。

10.根据权利要求9所述的燃气供给系统，其中，所述第二子管路还包括：

燃气排空阀，位于所述燃气供给阀和所述燃气单向阀之间。

11.一种装载有涡轮发动机的装备，包括：

涡轮发动机；以及

根据权利要求1-5中任一项所述燃气供给系统，

其中，所述涡轮发动机包括燃料喷嘴，所述供气管被配置为向所述燃料喷嘴提供燃气。

12.根据权利要求11所述的装载有涡轮发动机的装备，其中，所述装备包括载具，所述燃气供给系统还包括：

第一供气接口，包括第一输气管，所述第一输气管与所述第一进气管相连通；

第二供气接口，包括第二输气管，所述第二输气管与所述第一进气管相连通；以及

第三供气接口，包括第三输气管，所述第三输气管与所述第一进气管相连通，

其中，所述第二输气管和所述第三输气管的管径大于所述第一输气管的管径，所述第二输气管和所述第三输气管的管径大于所述第一进气管的管径，

所述第二供气接口和所述第三供气接口分别位于所述载具的两侧。

13.根据权利要求11所述的装载有涡轮发动机的装备，还包括：

发电机，与所述涡轮发动机的输出轴相连，并被配置为利用所述涡轮发动机输出的动力进行发电。

14.根据权利要求11所述的装载有涡轮发动机的装备，还包括：

柱塞泵，与所述涡轮发动机的输出轴相连，并配置为利用所述涡轮发动机输出的动力对液体进行加压。

15.一种根据权利要求1-5中任一项所述燃气供给系统的燃气供给方法，包括：

在燃气供给前，打开所述第二供气阀，通过所述多功能管路向所述第一子管路通入第一高压气体，以对所述第一子管路进行试压；以及

在作业结束后，打开所述第二供气阀，通过所述多功能管路向所述第一子管路通入第二高压气体，将所述第一子管路中残留的燃气从所述第一进气管排出。

16.根据权利要求15所述的燃气供给系统的燃气供给方法，还包括：

在作业过程中，当所述第一出气管中的燃气压力小于预设值时，打开所述第二供气阀，通过所述多功能管路向所述第一出气管通入燃气。

17.根据权利要求15或16所述的燃气供给系统的燃气供给方法，其中，所述燃气供给系统设置为多个，各所述燃气供给系统还包括：第一供气接口，包括第一输气管，所述第一输气管与所述第一进气管相连通；第二供气接口，包括第二输气管，所述第二输气管与所述第一进气管相连通；以及第三供气接口，包括第三输气管，所述第三输气管与所述第一进气管相连通，所述第二输气管和所述第三输气管的管径大于所述第一输气管的管径，所述第二输气管和所述第三输气管的管径大于所述第一进气管的管径，所述燃气供给方法还包括：

将相邻两个所述燃气供给系统中的一个所述第三供气接口与两个所述燃气供给系统中的另一个所述第二供气接口相连，以将多个所述燃气供给系统串联。

18.根据权利要求17所述的燃气供给系统的燃气供给方法，其中，所述燃气供给系统还包括：排污阀，位于所述第一输气管、所述第二输气管和所述第三输气管中的至少之一上，所述排污阀的高度小于所述主管路的高度，所述燃气供给方法还包括：

打开所述排污阀将所述主管路中的杂物排出。

Images