一种用于压裂设备的控制方法与流程

本公开涉及压裂，特别涉及一种用于压裂设备的控制方法。

背景技术：

1、目前电驱压裂设备的中压传动系统、电动机和压裂泵安装在一台半挂车底盘上，现场作业时需要燃气发电机组和储能设备单独布置在电驱压裂半挂车附近。工作模式为采用燃气发电机发出中压电（如10kv或13.8kv），经过中压传动系统进行变压、整流和逆变，转换为电动机所需要的变频率交流电，驱动电动机以所需的转速和扭矩运行，从而为压裂泵提供动力。储能系统与中压传动系统的直流母线直接连接，在功率短缺时储能系统瞬间放电以补充功率、稳定电压，在功率过剩时储能系统吸收能量，从而平稳整个系统的波动，保障作业连续稳定。

2、以上技术方案的主要问题如下：

3、整套设备由燃气发电、储能和电驱压裂半挂车组成，设备数量较多，设备初始投资成本高。井场空间占用大而且布置复杂，各设备之间电缆布置占用时间长，人力和物力耗费多。该方案采用的是3.3kv-13.8kv的中高压电，需要专业的电气工程师进行维护，并且用电安全性风险比较大。

技术实现思路

1、本公开实施例的目的在于提供一种压裂设备及用于压裂设备的控制方法。

2、本公开实施例一种用于压裂设备的控制方法，所述压裂设备包括发电组件、驱动组件、储能组件以及压裂泵，所述发电组件通过直流母线组件与所述驱动组件连接，所述驱动组件与所述压裂泵连接，所述储能组件与所述直流母线组件连接以与所述直流母线组件之间实现充放电，所述发电组件至少包括发动机和发电机，所述控制方法包括：当所述发动机启动后，根据所述发动机的实时状态基于扭矩控制策略控制发电机，使得所述发电机的输出扭矩跟随所述发动机的输出扭矩；

3、基于目标转速控制电动机运行，所述目标转速基于所述压裂泵的目标流量确定。

4、在一些实施例中，当所述发动机启动后对所述发动机进行预热。

5、在一些实施例中，所述当所述发动机启动后对所述发动机进行预热中，通过将发动机的缸套水温度与预设温度进行比较以判断预热是否完成。

6、在一些实施例中，所述当所述发动机启动后对所述发动机进行预热中，还包括：

7、基于所述发电机的电机温度控制散热组件的运行模式。

8、在一些实施例中，所述基于目标转速控制电动机运行，所述目标转速基于所述压裂泵的目标流量确定中，包括：

9、当压裂泵出现负载冲击时，控制所述电动机的输出功率实时跟随负载变化输出并通过储能组件储存能量或者释放能量。

10、在一些实施例中，在通过储能组件储存能量的情况下，当能量超过所述储能组件的承载极限时，控制所述电动机切换为恒功率模式并降低所述电动机的输出转速。

11、在一些实施例中，所述发电组件包括发动机、分动装置以及多个发电机或者所述发电组件包括多个发动机，每个所述发动机连接对应的发电机以形成发电机组

12、在一些实施例中，所述驱动组件包括合力装置和多个电动机。

13、在一些实施例中，所述压裂设备通过半挂车或者橇装或者车装承载。

14、在一些实施例中，所述直流母线组件与工业电网和/或外接发电机组连接

15、本公开实施例可以实现毫秒级的转矩响应、精确的转速控制和巨大的过载能力，这对保证压裂作业排量、压力的稳定性至关重要，能更好地执行复杂的压裂工艺。

1.一种用于压裂设备的控制方法，所述压裂设备包括发电组件、驱动组件、储能组件以及压裂泵，所述发电组件通过直流母线组件与所述驱动组件连接，所述驱动组件与所述压裂泵连接，所述储能组件与所述直流母线组件连接以与所述直流母线组件之间实现充放电，所述发电组件至少包括发动机和发电机，其特征在于，所述控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的用于压裂设备的控制方法，其特征在于，当所述发动机启动后对所述发动机进行预热。

3.根据权利要求2所述的用于压裂设备的控制方法，其特征在于，所述当所述发动机启动后对所述发动机进行预热中，通过将发动机的缸套水温度与预设温度进行比较以判断预热是否完成。

4.根据权利要求2所述的用于压裂设备的控制方法，其特征在于，所述当所述发动机启动后对所述发动机进行预热中，还包括：

5.根据权利要求1所述的用于压裂设备的控制方法，其特征在于，所述基于目标转速控制电动机运行，所述目标转速基于所述压裂泵的目标流量确定中，包括：

6.根据权利要求5所述的用于压裂设备的控制方法，其特征在于，在通过储能组件储存能量的情况下，当能量超过所述储能组件的承载极限时，控制所述电动机切换为恒功率模式并降低所述电动机的输出转速。

7.根据权利要求1所述的用于压裂设备的控制方法，其特征在于，所述发电组件包括发动机、分动装置以及多个发电机或者所述发电组件包括多个发动机，每个所述发动机连接对应的发电机以形成发电机组。

8.根据权利要求1所述的用于压裂设备的控制方法，其特征在于，所述驱动组件包括合力装置和多个电动机。

9.根据权利要求1所述的用于压裂设备的控制方法，其特征在于，所述压裂设备通过半挂车或者橇装或者车装承载。

10.根据权利要求1所述的用于压裂设备的控制方法，其特征在于，所述直流母线组件与工业电网和/或外接发电机组连接。