CN115087792B - 电驱压裂系统 - Google Patents

Abstract

一种电驱压裂系统被公开。该系统包括主发电装置(100)、第一辅助发电装置(200)、开关装置(300)以及电驱压裂装置(400)；开关装置包括低压开关组(310)和高压开关组(320)；电驱压裂装置包括压裂电机(420)和压裂辅助装置(410)；主发电装置的额定发电功率大于第一辅助发电装置的额定发电功率，主发电装置的额定输出电压大于第一辅助发电装置的额定输出电压；高压开关组包括输入端与输出端，低压开关组包括输入端与输出端，高压开关组的输入端与主发电装置相连，高压开关组的输出端与压裂电机相连，低压开关组的输入端与第一辅助发电装置相连，低压开关组的输出端与压裂辅助装置相连。该电驱压裂系统可避免由于发电装置断电或故障而导致系统停机，提高供电安全，减少对设备的损坏。

Description

电驱压裂系统

技术领域

本公开的实施例涉及一种电驱压裂系统。

背景技术

随着油气开采技术的不断发展，由于具有功率大、节能环保、重量轻、体积小等优点，电驱装置在油气开采领域的应用也越来越广泛。电驱装置通常采用电力驱动电动机，然后使用电动机驱动各种功能部件以实现各种功能。例如，电动机可驱动压裂泵，以将低压的压裂液加压为高压的压裂液；又例如，电动机可驱动润滑泵，以驱动润滑液对柱塞泵等需要润滑的装置进行润滑。

在油气开采领域常用的电驱装置可包括电驱固井装置、电驱酸化压裂装置、电驱压裂装置、电驱混砂装置、仪表装置、电驱混配装置、电驱供液装置和电驱供砂装置等。这些装置通常由电网、或发电装置供电。

发明内容

本公开实施例提供一种多电源供电的电驱系统。该系统通过设置两个及以上的发电装置，避免由于发电装置断电或故障而导致系统停机，提高供电安全，减少对设备的损坏。

本公开至少一个实施例提供一种电驱压裂系统，其包括：主发电装置；第一辅助发电装置；开关装置，包括低压开关组和高压开关组；电驱压裂装置，包括压裂电机和压裂辅助装置；所述主发电装置的额定发电功率大于所述第一辅助发电装置的额定发电功率，所述主发电装置的额定输出电压大于所述第一辅助发电装置的额定输出电压，所述高压开关组包括输入端与输出端，所述低压开关组包括输入端与输出端，所述高压开关组的输入端与所述主发电装置相连，所述高压开关组的输出端与所述压裂电机相连，所述低压开关组的输入端与所述第一辅助发电装置相连，所述低压开关组的输出端与所述压裂辅助装置相连。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述主发电装置包括发电机和发电辅助装置；所述发电辅助装置还与所述低压开关组的输出端相连。

例如，本公开一实施例提供的电驱压裂系统还包括：混砂装置、仪表装置、混配装置、供液装置和供砂装置；所述混砂装置、所述仪表装置、所述混配装置、所述供液装置和所述供砂装置中的至少之一与所述低压开关组的输出端相连。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述电驱压裂装置还包括压裂泵和传动机构，所述压裂电机的动力输出轴通过所述传动机构与所述压裂泵的动力输入轴相连，并被配置为驱动所述压裂泵将低压流体加压为高压流体。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述主发电装置的额定发电功率与所述第一辅助发电装置的额定发电功率的比值大于10，所述主发电装置的额定输出电压与所述第一辅助发电装置的额定输出电压的比值大于10。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述发电机的额定发电功率大于30MW，所述第一辅助发电装置的额定发电功率小于1MW，所述主发电装置的额定输出电压大于10kV，所述第一辅助发电装置的额定输出电压小于1kV。

例如，本公开一实施例提供的电驱压裂系统还包括：储能单元，所述储能单元包括输入端和输出端，所述储能单元的输出端与所述压裂辅助装置相连。

例如，本公开一实施例提供的电驱压裂系统还包括：第二辅助发电装置，所述第二辅助发电装置与所述储能单元的输入端相连。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述第二辅助发电装置包括太阳能发电板。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述储能单元的输入端与所述低压开关组的输出端相连。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述储能单元包括钠离子电池、锂离子电池、超级电容和氢燃料电池中的至少之一。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述电驱压裂装置还包括压裂变频器，所述压裂变频器的一端与所述高压开关组的输出端相连，所述压裂变频器的另一端与所述压裂电机相连。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述电驱压裂装置还包括：压裂变压器，所述压裂变压器包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述压裂变压器的输入端与所述高压开关组的输出端相连，所述压裂变压器的第一输出端与所述压裂电机相连，所述压裂变压器的第二输出端与所述压裂辅助装置相连。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述压裂辅助装置包括：风机电机，被配置为驱动所述电驱压裂装置中的风机转动；第一散热电动机，被配置为驱动所述电驱压裂装置中的散热器叶轮转动；以及第一润滑电动机，被配置为驱动所述电驱压裂装置中的润滑泵。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述压裂辅助装置包括：第一变频器、第二变频器和第三变频器；所述第一变频器的一端与所述低压开关组的输出端相连，所述第一变频器的另一端与所述风机电机相连；所述第二变频器的一端与所述低压开关组的输出端相连，所述第二变频器的另一端与所述第一散热电动机相连；所述第三变频器的一端与所述低压开关组的输出端相连，所述第三变频器的另一端与所述第一润滑电动机相连。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述压裂辅助装置还包括：电转换部件，包括变压器和逆变器；以及压裂控制装置，所述电转换部件的一端与所述低压开关组的输出端相连，所述电转换部件的另一端与所述压裂控制装置相连，所述变压器被配置为将所述低压开关组的输出端输出的第一电压转换为第二电压，所述逆变器被配置为将所述低压开关组输出端输出的交流电转换为直流电。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述发电辅助装置包括：第二散热电动机，被配置为驱动所述主发电装置中的散热器叶轮转动；以及第二润滑电动机，被配置为驱动所述主发电装置中的润滑泵。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述发电辅助装置还包括：盘车启动系统，所述盘车启动系统与所述低压开关组的输出端相连。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述主发电装置为燃气轮机发电机，所述第一辅助发电装置为活塞式发电机。

例如，在本公开一实施例提供的电驱压裂系统中，所述压裂辅助装置还包括：照明系统，所述照明系统被配置为所述电驱压裂装置提供灯光。

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为本公开一实施例提供的一种电驱压裂系统的示意图；

图2为本公开一实施例提供的另一种电驱压裂系统的示意图；

图3为本公开一实施例提供的另一种电驱压裂系统的示意图；

图4为本公开一实施例提供的另一种电驱压裂系统的示意图；

图5为本公开一实施例提供的包含变压器的电驱压裂系统的示意图；以及

图6为本公开一实施例提供的另一种电驱压裂系统的示意图。

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。

目前，在油气开采领域，电驱装置的应用越来越广泛；然而，由于油气井场大多处于偏远地区，供电设施薄弱，所以需要配备发电装置对电驱装置进行供电。

然而，在采用发电装置为井场的电驱装置进行供电的情况下，由于发电装置需要满足整个井场的电驱装置的最大用电需求，因此发电装置的额定功率需要配置得较大(例如大于30MW)；另一方面，由于井场中的很多电驱装置(例如电驱压裂装置)通常为间歇性作业，导致井场的用电需求波动较大，发电装置会经常处于怠速状态。而发电装置处于怠速状态仍然会消耗大量燃料，并且此时的燃油效率较低，燃油经济性较差。另外，一旦发电装置因故障而导致停电，整个井场所有的电驱装置都会断电，从而导致各种事故发生。

例如，在压裂作业过程中，电驱压裂装置连续大功率(例如5000KW-30MW)作业2小时左右之后，需要间隔十几分钟到2小时；而在间隔期间，部分电驱装置(例如控制装置、必要的散热装置和润滑装置)仍然需要保持供电，但整个井场的用电需求不足1000KW。此时，大功率的发电装置仅需要提供1000KW的电力输出，因此会处于怠速状态，导致发电装置的燃油效率较低，燃油经济性较差。又例如，当发电装置突然断电，散热装置和润滑装置也停止运行，而压裂电机或压裂泵等装置因惯性仍然保持运转，并且无法通过散热装置和润滑装置进行散热和润滑，从而导致高温和异常磨损等现象的发生，进而降低设备寿命甚至造成设备损坏。

另一方面，在电驱压裂装置之中，除了压裂电机需要供电之外，用于辅助压裂电机和压裂泵工作的润滑装置、散热装置和通风装置等压裂辅助装置也需要供电。并且，当压裂电机和压裂泵进行工作时，其他的压裂辅助装置也需要供电；否则电驱压裂装置会无法正常运转，甚至发生损坏。例如，当压裂电机和压裂泵进行工作时，若散热装置不运转，则会导致压裂电机、压裂泵、电气部件因高温而发生损坏。

对此，本公开实施例提供一种电驱压裂系统。该电驱压裂系统包括主发电装置、第一辅助发电装置、开关装置、电驱压裂装置。开关装置包括低压开关组和高压开关组；电驱压裂装置包括压裂电机和压裂辅助装置；主发电装置的额定发电功率大于第一辅助发电装置的额定发电功率，主发电装置的额定输出电压大于第一辅助发电装置的额定输出电压；高压开关组包括输入端与输出端，低压开关组包括输入端与输出端；高压开关组的输入端与主发电装置相连，高压开关组的输出端与压裂电机相连，低压开关组的输入端与第一辅助发电装置相连，低压开关组的输出端与压裂辅助装置相连。由此，该电驱压裂系统可以根据电驱压裂系统的用电量切换主发电装置和辅助发电装置的工作状态，一方面可避免主发电装置经常处于怠速状态，提高燃油效率和燃油经济性，另一方面可避免主发电装置突然断电而导致的整个电驱压裂系统断电停机的情况。

下面，结合附图对本公开实施例提供的电驱压裂系统进行详细的说明。

本公开一实施例提供一种电驱压裂系统。图1为本公开一实施例提供的一种电驱压裂系统的示意图。如图1所示，该电驱压裂系统001包括主发电装置100、第一辅助发电装置200、开关装置300以及电驱压裂装置400。开关装置包括低压开关组310和高压开关组320，电驱压裂装置400包括压裂电机420和压裂辅助装置410。主发电装置100的额定发电功率大于第一辅助发电装置200的额定发电功率，主发电装置100的额定输出电压大于第一辅助发电装置200的额定输出电压，高压开关组320包括输入端与输出端，低压开关组310包括输入端与输出端。高压开关组320的输入端与主发电装置100相连，高压开关组320的输出端与压裂电机420相连，低压开关组310的输入端与第一辅助发电装置200相连，低压开关组310的输出端与压裂辅助装置410相连。需要说明的是，上述高压开关组与压裂电机相连包括直接相连的情况，也包括通过其他电气装置或电气元件间接相连的情况；同样的，低压开关组与辅助压裂装置相连包括直接相连的情况，也包括通过其他电气装置或电气元件间接相连的情况。

在本公开实施例提供的电驱压裂系统中，当压裂电机需要运行时，启动主发电装置并通过高压开关组为压裂电机进行供电，当压裂电机不需要运行时，可关闭主发电装置，仅通过第一辅助发电装置通过低压开关组为压裂辅助装置进行供电。另外，当主发电装置因各种原因而突然断电时，该第一辅助发电装置可保证压裂辅助装置的正常运行，避免因压裂辅助装置断电而导致的设备损坏。由此，通过设置上述的主发电装置、辅助发电装置和包括高压开关组和低压开关组的开关装置，该电驱压裂系统可根据电驱压裂系统的用电量切换主发电装置和辅助发电装置的工作状态，一方面可在保证压裂辅助装置正常运行的同时避免主发电装置经常处于怠速状态，提高燃油效率和燃油经济性，另一方面可避免主发电装置突然断电而导致的整个电驱压裂系统断电停机，从而可保证供电安全，并避免设备寿命降低和设备损坏。

另一方面，由于开关装置包括低压开关组和高压开关组，由此该电驱压裂系统可通过该开关装置对需要不同电压等级的多种用电装置进行统一调配，具有较高的灵活性，并降低了操作难度。另外，主发电装置可采用节能且环保的燃气轮机发电装置，其可采用天然气、氢气、含氢气的混合物、气态和液态燃料的混合物等低碳燃料作为燃料，从而可在具有较高额定发电功率的同时，降低碳排放。

值得注意的是，上述的电驱压裂系统的工作模式仅为说明本公开实施例提供的电驱压裂系统可实现提高燃油效率和燃油经济性，并且保证供电安全，并避免设备寿命降低和设备损坏的一种示例；但是本公开实施例的电驱压裂系统的工作模式包括但不限于此。

在一些示例中，主发电装置100的额定发电功率与第一辅助发电装置200的额定发电功率的比值大于10，主发电装置100的额定输出电压与第一辅助发电装置200的额定输出电压的比值大于10。

在一些示例中，主发电装置100的额定发电功率大于30MW，第一辅助发电装置200的额定发电功率小于1MW，主发电装置100的额定输出电压大于10kV，第一辅助发电装置200的额定输出电压小于1kV。

例如，主发电装置100的额定输出电压可为13.9kV；第一辅助发电装置200的额定输出电压可为480V。

在一些示例中，主发电装置100可采用额定发电功率大于30MW的燃气轮机发电装置或者燃气轮机发电机组，第一辅助发电装置200可采用额定发电功率小于1MW的活塞式发电装置或者活塞式发电机组。当然，本公开实施例包括但不限于此，主发电装置和第一辅助发电装置也可采用其他类型的发电装置。

在一些示例中，如图1所示，主发电装置100包括发电机120和发电辅助装置110，发电辅助装置110还与低压开关组310的输出端相连。由于主发电装置的额定发电功率较大，因此除了发电机之外，主发电装置还需设置为发电机提供润滑、散热等辅助功能的发电辅助装置。在这种情况下，通过将发电辅助装置与低压开关组的输出端相连，该电驱压裂系统可在主发电装置关闭时，通过第一辅助发电装置保证发电辅助装置可以正常运行，从而一方面可避免因发电辅助装置断电而导致的设备损坏，另一方面也可实现主发电装置的快速启动。

在一些示例中，如图1所示，发电机120通过高压开关组320为压裂电机420进行供电，第一辅助发电装置200通过低压开关组310分别为压裂辅助装置410和发电辅助装置110供电。此时，即便发电机120出现异常停机，压裂辅助装置410和发电辅助装置110仍然可以正常工作，保障电驱压裂装置和主发电装置可以获得相应的润滑和散热，从而可避免电驱压裂装置和主发电装置的异常磨损和损坏，并且还可保证电驱压裂装置和主发电装置中的控制装置的正常运行，从而可避免电驱压裂装置和主发电装置无法进行控制。

在一些示例中，如图1所示，电驱压裂装置400还包括压裂泵421和传动机构422，压裂电机420的动力输出轴通过传动机构422与压裂泵421的动力输入轴相连，并被配置为驱动压裂泵421将低压流体加压为高压流体。

在一些示例中，如图1所示，压裂辅助装置410包括第一风机电机411、第一散热电动机412和第一润滑电动机413；第一风机电机411被配置为驱动电驱压裂装置400中的风机转动，从而可为电驱压裂装置400提供通风空气；第一散热电动机412被配置为驱动电驱压裂装置400中的散热器叶轮转动，以实现散热功能；第一润滑电动机413被配置为驱动电驱压裂装置400中的润滑泵，以实现润滑功能。由此，压裂辅助装置可以实现通风、散热、润滑等多种功能。

在一些示例中，如图1所示，发电辅助装置110包括第二散热电动机111和第二润滑电动机113；第二散热电动机111被配置为驱动主发电装置100中的散热器叶轮转动；第二润滑电动机113被配置为驱动主发电装置100中的润滑泵。由此，发电辅助装置可以实现散热、润滑等多种功能。

在一些示例中，如图1所示，发电辅助装置110还包括发电控制装置114。由此，发电控制装置可以实现对主发电装置的检测、反馈和控制等功能。

在一些示例中，如图1所示，发电辅助装置110还包括盘车启动系统112，盘车启动系统112被配置为使主发电装置100在启动时均匀加热和主发电装置100在停机时均匀冷却。

图2为本公开一实施例提供的另一种电驱压裂系统的示意图。如图2所示，电驱压裂系统001还可包括混砂装置501、仪表装置502、混配装置503、供液装置504和供砂装置505；混砂装置501、仪表装置502、混配装置503、供液装置504和供砂装置505中的至少之一与低压开关组310的输出端相连。由此，该电驱压裂系统可实现各种类型的辅助功能，例如供砂功能、混砂功能等。

图3为本公开一实施例提供的另一种电驱压裂系统的示意图。如图3所示，发电辅助装置110还可以包括：第二风机电机115，被配置为驱动主发电装置100中的风机转动。由此，发电辅助装置可以实现通风功能。

在一些示例中，如图3所示，电驱压裂系统001还包括储能单元430。储能单元430包括输入端和输出端，储能单元430的输出端与压裂辅助装置410相连，用于给压裂辅助装置410供电。由此，当主发电装置断电，第一辅助发电装置也断电时，储能单元可提供应急供电，进一步提高整个电驱压裂系统的供电安全。

在一些示例中，储能单元430包括钠离子电池、锂离子电池、超级电容和氢燃料电池中的至少之一。由此，上述的储能单元具有较快的充放电能力和相对较大的能量密度。当然，本公开实施例包括但不限于此，上述的储能单元也可采用其他储能方式。

在一些示例中，如图3所示，储能单元430输入端与低压开关组310的输出端相连，由此，该电驱压裂设备可以通过第一辅助发电装置为储能单元进行充电。

在一些示例中，如图3所示，在一些示例中，电驱压裂装置还包括压裂变频器4200，压裂变频器4200的一端与高压开关组320的输出端相连，压裂变频器4200的另一端与压裂电机420相连。由此，通过上述的压裂变频器，上述的压裂电机可实现无级调速，连续改变转速，提高传动效率。

在一些示例中，如图3所示，压裂辅助装置410包括第一风机电机411、第一散热电动机412和第一润滑电动机413；第一风机电机411被配置为驱动电驱压裂装置400中的风机转动，从而可为电驱压裂装置400提供通风空气；第一散热电动机412被配置为驱动电驱压裂装置400中的散热器叶轮转动，以实现散热功能；第一润滑电动机413被配置为驱动电驱压裂装置400中的润滑泵，以实现润滑功能。由此，压裂辅助装置可以实现通风、散热、润滑等多种功能。

在一些示例中，如图3所示，压裂辅助装置410还包括：第一变频器4110、第二变频器4120和第三变频器4130。第一变频器4110的一端与低压开关组310的输出端相连，另一端与第一风机电机411相连。第二变频器4120的一端与低压开关组310的输出端相连，另一端与第一散热电动机412相连。第三变频器4130的一端与低压开关组310的输出端相连，另一端与第一润滑电动机413相连。由此，该压裂辅助装置可实现无级调速，连续改变转速，提高传动效率。

图4为本公开一实施例提供的另一种电驱压裂系统的示意图。如图4所示，电驱压裂装置001还包括第二辅助发电装置431。第二辅助发电装置431与储能单元430的输入端相连。由此，可以通过第二辅助发电装置可以对储能单元进行充电。由此，图4所示的电驱压裂系统提供了另一种为储能单元充电的方式。

在一些示例中，第二辅助发电装置431包括太阳能发电板。当然，本公开实施例包括但不限于此，第二辅助发电装置也可为其他类型的发电装置。

值得注意的是，不同于通常的电驱压裂系统智能通过外界发电或者电网才能更新检查设备状态、更新控制程序等，当电驱压裂系统包括储能单元和太阳能发电板时，该电驱压裂系统可以部分或全部控制装置实时在线，通过无线或有线方式进行控制装置唤醒，进而获得更多的控制装置功能，比如更新控制程序、读取控制装置的存储数据、获取周围环境影像、获得设备实时位置等，使设备的维保、检查更便捷，不再单纯依赖外接电源。

在一些示例中，如图4所示，压裂辅助装置410还包括：照明系统414，照明系统414被配置为电驱压裂装置提供灯光。

在一些示例中，如图4所示，压裂辅助装置410还包括：压裂控制装置415。由此，压裂控制装置可以实现对电驱压裂装置的检测、反馈和控制等功能。

图5为本公开一实施例提供的另一种电驱压裂系统。如图5所示，电驱压裂系统001还包括压裂变压器440；压裂变压器440包括输入端、第一输出端和第二输出端；压裂变压器440的输入端与高压开关组320的输出端相连；压裂变压器440的第一输出端与压裂电机420相连；压裂变压器440的第二输出端与压裂变频器4200相连。由此，电驱压裂系统可以通过设置上述的压裂变压器将电压灵活升高，满足各种不同用电装置运行所需的电压条件，也可将电压降低，为压裂辅助装置供电。由此，当第一辅助发电装置发生故障时，可通过主发电装置和压裂变压器来维持压裂辅助装置的供电安全。

在一些示例中，如图5所示，压裂辅助装置410还包括：电转换部件4150和压裂控制装置415；电转换部件包括变压器4151和逆变器4152；电转换部件4150的一端与低压开关组310的输出端相连，电转换部件4150的另一端与压裂控制装置415相连；变压器4151被配置为将低压开关组310的输出端输出的第一电压转换为第二电压，逆变器4152被配置为将低压开关组310输出端输出的交流电转换为直流电。由此，电转换部件4150可将压裂变压器440输出的交流电转换为直流电，从而驱动需要直流电驱动的控制装置415。

在一些示例中，第二电压小于第一电压，第二电压为24V，第一电压为480V。

例如，压裂控制装置415包括输入、输出、逻辑控制、通讯、存储、传感检测等模块；通过压裂控制装置415还可与远程控制系统相通讯。由此，远程控制系统可通过压裂控制装置获取上述各种装置的运行参数，并根据这些运行参数远程对相应的装置进行操作和控制。当然，本公开实施例包括但不限于此。

在一些示例中，上述的通信相连包括通过有线连接(例如导线、光纤等)的方式进行通信连接，也包括通过无线连接(例如WiFi、移动网络)的方式进行通信连接。

在一些示例中，上述的压裂控制装置和发电控制装置可包括存储介质和处理器；存储介质，用于存储计算机程序；处理器，用于执行存储介质中计算机程序以实现各种控制操作。

例如，上述的存储介质可为易失性存储器和/或非易失性存储器。易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。

例如，上述的处理器可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理装置，例如可以包括微处理器、可编程逻辑控制器(PLC)等。

图6为本公开一实施例提供的另一种电驱压裂系统的示意图。该电驱泵送装置001可设置多个电驱压裂装置400，通过开关装置300分别为每个电驱压裂装置400输送高压电和低压电。由此，该电驱压裂系统可实现较大的排量。

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 (20)

1.一种电驱压裂系统，包括：

主发电装置；

第一辅助发电装置；

开关装置，包括低压开关组和高压开关组；

电驱压裂装置，包括压裂电机和压裂辅助装置；

其中，所述主发电装置的额定发电功率大于所述第一辅助发电装置的额定发电功率，所述主发电装置的额定输出电压大于所述第一辅助发电装置的额定输出电压，所述高压开关组包括输入端与输出端，所述低压开关组包括输入端与输出端，

所述开关装置的所述高压开关组的输入端与所述主发电装置相连，所述开关装置的所述高压开关组的输出端与所述压裂电机相连，所述开关装置的所述低压开关组的输入端与所述第一辅助发电装置相连，所述开关装置的所述低压开关组的输出端与所述压裂辅助装置相连。

2.根据权利要求1所述的电驱压裂系统，其中，所述主发电装置包括发电机和发电辅助装置；所述发电辅助装置还与所述低压开关组的输出端相连。

3.根据权利要求1所述的电驱压裂系统，还包括：

混砂装置、仪表装置、混配装置、供液装置和供砂装置；

其中，所述混砂装置、所述仪表装置、所述混配装置、所述供液装置和所述供砂装置中的至少之一与所述低压开关组的输出端相连。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电驱压裂系统，其中，所述电驱压裂装置还包括压裂泵和传动机构，所述压裂电机的动力输出轴通过所述传动机构与所述压裂泵的动力输入轴相连，并被配置为驱动所述压裂泵将低压流体加压为高压流体。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的电驱压裂系统，其中，所述主发电装置的额定发电功率与所述第一辅助发电装置的额定发电功率的比值大于10，所述主发电装置的额定输出电压与所述第一辅助发电装置的额定输出电压的比值大于10。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的电驱压裂系统，其中，所述主发电装置的额定发电功率大于30MW，所述第一辅助发电装置的额定发电功率小于1MW，所述主发电装置的额定输出电压大于10kV，所述第一辅助发电装置的额定输出电压小于1kV。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的电驱压裂系统，还包括：

储能单元，

其中，所述储能单元包括输入端和输出端，所述储能单元的输出端与所述压裂辅助装置相连。

8.根据权利要求7所述的电驱压裂系统，还包括：

第二辅助发电装置，

其中，所述第二辅助发电装置与所述储能单元的输入端相连。

9.根据权利要求8所述的电驱压裂系统，其中，所述第二辅助发电装置包括太阳能发电板。

10.根据权利要求7所述的电驱压裂系统，其中，所述储能单元的输入端与所述低压开关组的输出端相连。

11.根据权利要求7所述的电驱压裂系统，其中，所述储能单元包括钠离子电池、锂离子电池、超级电容和氢燃料电池中的至少之一。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的电驱压裂系统，其中，所述电驱压裂装置还包括压裂变频器，所述压裂变频器的一端与所述高压开关组的输出端相连，所述压裂变频器的另一端与所述压裂电机相连。

13.根据权利要求12所述的电驱压裂系统，其中，所述电驱压裂装置还包括：

压裂变压器，

其中，所述压裂变压器包括输入端、第一输出端和第二输出端，所述压裂变压器的输入端与所述高压开关组的输出端相连，所述压裂变压器的第一输出端与所述压裂电机相连，所述压裂变压器的第二输出端与所述压裂辅助装置相连。

14.根据权利要求1-3中任一项所述的电驱压裂系统，其中，所述压裂辅助装置包括：

风机电机，被配置为驱动所述电驱压裂装置中的风机转动；

第一散热电动机，被配置为驱动所述电驱压裂装置中的散热器叶轮转动；以及

第一润滑电动机，被配置为驱动所述电驱压裂装置中的润滑泵。

15.根据权利要求14所述的电驱压裂系统，其中，所述压裂辅助装置包括：

第一变频器、第二变频器和第三变频器；

所述第一变频器的一端与所述低压开关组的输出端相连，所述第一变频器的另一端与所述风机电机相连；所述第二变频器的一端与所述低压开关组的输出端相连，所述第二变频器的另一端与所述第一散热电动机相连；所述第三变频器的一端与所述低压开关组的输出端相连，所述第三变频器的另一端与所述第一润滑电动机相连。

16.根据权利要求1-3中任一项所述的电驱压裂系统，其中，所述压裂辅助装置还包括：

电转换部件，包括变压器和逆变器；以及

压裂控制装置，

其中，所述电转换部件的一端与所述低压开关组的输出端相连，所述电转换部件的另一端与所述压裂控制装置相连，

所述变压器被配置为将所述低压开关组的输出端输出的第一电压转换为第二电压，所述逆变器被配置为将所述低压开关组输出端输出的交流电转换为直流电。

17.根据权利要求2所述的电驱压裂系统，其中，所述发电辅助装置包括：

第二散热电动机，被配置为驱动所述主发电装置中的散热器叶轮转动；以及

第二润滑电动机，被配置为驱动所述主发电装置中的润滑泵。

18.根据权利要求17所述的电驱压裂系统，其中，所述发电辅助装置还包括：

盘车启动系统，所述盘车启动系统与所述低压开关组的输出端相连。

19.根据权利要求1-3中任一项所述的电驱压裂系统，其中，所述主发电装置为燃气轮机发电机，所述第一辅助发电装置为活塞式发电机。

20.根据权利要求1-3中任一项所述的电驱压裂系统，其中，所述压裂辅助装置还包括：照明系统，所述照明系统被配置为所述电驱压裂装置提供灯光。

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