一种自动供配液系统的制作方法

本实用新型涉及油田装备技术领域，尤其涉及一种自动供配液系统。

背景技术：

目前，随着我国国内页岩气的大规模开发，页岩气压裂施工规模也越发宏大，施工各个环节都需要大量供水配液，尤其是压裂完井环节，用水量基本都达到了数万方计。

在压裂配套设备领域，远程供水供液装备具有较高的技术含量，主要用于压裂作业时连续为混砂车供液、为混酸设备和配液设备供清水。目前，市场上的主流远程供水供液设备结构比较简单，功能过于单一，在使用过程中往往存在以下几个问题：

（1）为混砂车供液时的排量大，单一的离心泵机组再转向为其他设备供水时排量降低很多，造成电机长时间超负荷低速运转；

（2）再转向其他设备供水配液时，需操作人员手动开关阀门来实现，增加了人工成本，延长作业时间；

（3）控制系统工作时所产生的大量热量依赖于自然通风，无法快速散去热量，容易造成变频器高温停止工作。

技术实现要素：

（一）要解决的技术问题

本实用新型提供了一种自动供配液系统，以克服现有技术中的远程供水供液设备结构简单，功能单一，人工操作复杂，作业周期长、效率低的问题。

（二）技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供一种自动供配液系统，包括：主供液系统，副供液系统、液添系统以及自动控制系统；

其中，所述主供液系统用于向混砂车进行供液，其包括主离心泵、变频防爆电机、第一流量变送器、压力变送器、主供液吸入管汇以及主供液排出管汇；

所述副供液系统用于向配酸设备和配液设备提供不同排量的清水，其包括副离心泵、变频防爆电机、第二流量变送器和压力变送器；

所述液添系统与主供液系统连接，用于在配液时向主供液吸入管汇供给添加剂，所述液添系统包括齿轮泵、变频防爆电机、第三流量变送器和压力变送器；

所述自动控制系统与主供液系统、副供液系统和液添系统连接；

所述自动控制系统安装在防爆控制室内，所述防爆控制室内设有正压气源、制冷空调、变频器；

自动控制系统利用第一流量变送器获取流量数据，将获取到的所述流量数据与预设的流量阈值进行比较；当流量数据大于或等于流量阈值时，生成停止指令，根据停止指令关闭主供液系统中主离心泵的阀门；当流量数据小于流量阈值时，生成开启指令，根据开启指令持续开启主供液系统中主离心泵的阀门；

自动控制系统利用第二流量变送器获取流量数据，将获取到的所述流量数据与预设的流量阈值进行比较；当流量数据大于或等于流量阈值时，生成停止指令，根据停止指令关闭副供液系统中副离心泵的阀门；当流量数据小于流量阈值时，生成开启指令，根据开启指令持续开启副供液系统中副离心泵的阀门；

自动控制系统利用第三流量变送器获取流量数据，将获取到的所述流量数据与预设的流量阈值进行比较；当流量数据大于或等于流量阈值时，生成停止指令，根据停止指令关闭液添系统中齿轮泵的阀门；当流量数据小于流量阈值时，生成开启指令，根据开启指令持续开启液添系统中齿轮泵的阀门。

优选地，所述变频防爆变频电机由变频器驱动控制运行，在变频器工作时所产生的大量热由制冷空调进行降温，且正压气源会向控制室内充入气体，加速气体的流通。

（三）有益效果

本实用新型提供的自动供配液系统，具有如下几个优点：

（1）采用了分路供液技术，避免了单机单泵长时间工作，减轻了机组的工作负荷，延长了电机寿命。

（2）通过自动控制系统，可在供水供液时自动控制启停、切换，避免了人工开关阀门的操作，提高了作业效率。

（3）通过在控制室上安装正压气源，加快了气体的流通，有效的控制了室内的温度，保证变频器正常工作。

（4）采用了液添自控技术，对主供液系统和液添系统的排量进行联动控制，使所配液体的体积比保持不变，避免了手动调节。

附图说明

图1为本实用新型实施例自动供配液系统结构示意图。

图中：

1-副供液系统；2-液添系统；3-主供液系统；4-主供液吸入管汇；5-防爆控制室；6-主供液排出管汇；7-副供液排出管汇。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明如下。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种自动供配液系统，包括：主供液系统3，副供液系统1、液添系统2以及自动控制系统；

其中，所述主供液系统3用于向混砂车进行供液，其包括主离心泵、变频防爆电机、流量变送器、压力变送器、主供液吸入管汇4以及主供液排出管汇6；

所述副供液系统1用于向配酸设备和配液设备提供不同排量的清水，其包括副离心泵、变频防爆电机、流量变送器和压力变送器和副供液排出管汇7；

所述液添系统2与主供液系统3连接，用于在配液时向主供液吸入管汇供给添加剂，所述液添系统包括齿轮泵、变频防爆电机、流量变送器和压力变送器；在实际应用中，该添加剂可以为降阻剂。

所述自动控制系统与主供液系统3、副供液系统1和液添系统2连接；

所述自动控制系统安装在防爆控制室5内，该防爆控制室5内设有正压气源、制冷空调、变频器。

自动控制系统利用第一流量变送器获取流量数据，将获取到的所述流量数据与预设的流量阈值进行比较；当流量数据大于或等于流量阈值时，生成停止指令，根据停止指令关闭主供液系统中主离心泵的阀门；当流量数据小于流量阈值时，生成开启指令，根据开启指令持续开启主供液系统中主离心泵的阀门；

自动控制系统利用第二流量变送器获取流量数据，将获取到的所述流量数据与预设的流量阈值进行比较；当流量数据大于或等于流量阈值时，生成停止指令，根据停止指令关闭副供液系统中副离心泵的阀门；当流量数据小于流量阈值时，生成开启指令，根据开启指令持续开启副供液系统中副离心泵的阀门；

自动控制系统利用第三流量变送器获取流量数据，将获取到的所述流量数据与预设的流量阈值进行比较；当流量数据大于或等于流量阈值时，生成停止指令，根据停止指令关闭液添系统中齿轮泵的阀门；当流量数据小于流量阈值时，生成开启指令，根据开启指令持续开启液添系统中齿轮泵的阀门。

具体的，该主供液系统中的流量变送器、压力变送器将流量和压力变化量传输到自动控制系统中，该自动控制系统实时监控管汇内压力和液体的排量；

该副供液系统中的流量变送器、压力变送器将流量和压力变化量传输到自动控制系统中，该自动控制系统实时监控管汇内压力和液体的排量；

液添系统和主供液系统联动配合，液添系统的排量随主供液系统的排量变化而进行调整，保证配液的体积浓度不变。

该自动控制系统还包括触控显示屏，在触控显示屏界面上，可自动控制选择向任意连接设备供水供液，并设置各自所需要的供给排量。设备内所有防爆变频电机均由变频器驱动控制运行，在变频器工作时所产生的大量热由制冷空调进行降温，并且正压气源会向控制室内充入气体，加速气体的流通，使室内温度保持在变频器正常工作的范围内。

其中，所述变频防爆变频电机由变频器驱动控制运行，在变频器工作时所产生的大量热由制冷空调进行降温，且正压气源会向控制室内充入气体，加速气体的流通。

下面详细说明一下该自动供配液系统的工作流程，当自动使用自动供配液设备供水配液时，按实际井场中压裂配套设备的作业工艺流程，将所有供液管路连接好。

当进行配液供给作业时，按下防爆控制室5内控制系统的启动按钮，在触控显示屏操作系统中设定好配液浓度和所需排量，启动工作后，由液添系统2向主供液吸入管汇4内注入添加剂，并根据液添系统2和主供液系统3上的流量变送器反馈的信号进行液添系统2排量的调节，保证配液的体积浓度不变，通过离心泵搅拌配液后，由主供液排出管汇6排入到相应的设备内。

当进行清水供给作业时，按下防爆控制室5内控制系统的启动按钮，在触控显示屏操作系统中设定好所需的排量，启动副供液系统1进行供水作业，由副供液排出管汇7排入到相应的设备内。

供水作业时，所有供液系统的电机均由变频器控制调节工作，变频器工作时所产生的大量热量由防爆控制室5内的制冷空调进行降温，并通过正压气源向室内充入气体，加快室内气体的流通，使温度始终保持在适合范围。

本实用新型提供的自动供配液系统，具有如下几个优点：

（1）通过主供液系统和副供液系统共同作业，避免了单机单泵长时间工作产生的负荷，延长了机组的使用寿命。

（2）应用了分路供液技术，每套供液系统对应各自的供液设备，可通过自动控制系统控制启停，避免了人工开关阀门的操作。

（3）控制系统安装在防爆控制室内，控制室设有空调制冷系统和正压通风气源，可以有效的对电器元件进行主动散热。

（4）液添系统和主供液系统联动配合，液添系统的排量随主供液系统的排量变化而进行调整，保证配液的体积浓度不变。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。