压裂车及其控制装置和方法_2

文档序号:8377613阅读:来源:国知局
再展开描述。
【附图说明】
[0020]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0021]图1为现有技术中压裂车传动系统的结构框图;
[0022]图2为现有的一种典型压裂泵的结构示意图;
[0023]图3为本发明实施例的压裂车控制装置和压力车其他相关部分之间的关系示意图;
[0024]图4为图3所示压裂车控制装置的结构框图。
【具体实施方式】
[0025]应当指出,本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明,不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外,在不冲突的情形下,本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。
[0026]请同时参考图3和图4,下面将结合附图对本发明实施例的压裂车控制装置作详细说明。
[0027]如图所示,该压裂车控制装置可以包括第一获取单元、第二获取单元、第三获取单元、第一判断单元、第一处理单元和第二处理单元。
[0028]其中,第一获取单元用于实时获取压裂泵的目标排量;第二获取单元用于实时获取传动箱的输出转速;第三获取单元用于实时获取发动机转速。
[0029]第一判断单元用于判断获取的目标排量是否位于传动箱的当前挡位对应的压裂泵排量范围内;第一处理单元用于在目标排量位于传动箱当前挡位对应的压裂泵排量范围内时,向发动机发出转速控制信息,以调整发动机转速,直至使传动箱当前挡位的输出转速与目标排量对应的传动箱输出转速一致;第二处理单元用于在目标排量未位于传动箱当前挡位对应的压裂泵排量范围内时,向传动箱发出挡位调整信息,以调整传动箱的挡位,使传动箱在调整后的挡位对应的压裂泵排量范围覆盖目标排量。
[0030]在具体实施过程中,第一获取单元、第二获取单元和第三获取单元可以作为压裂车控制装置的三个接收单元,分别用于实时接收人工输入的目标排量信息、实时从发动机上的转速传感器或者电控单元接收发动机转速信息和实时从传动箱上的转速传感器或者电控单元接收输出转速信息。传动箱输出转速以及发动机转速的检测方式有多种多样,具体可以参见现有技术的相关描述,在此不再展开。
[0031]可以理解的是,传动箱的每一挡位所允许的压裂泵排量范围不同,因此在压裂作业过程中,在某一时刻下,压裂车控制装置获取的目标排量可能位于传动箱当前挡位所对应的压裂泵排量范围内,也可能不在传动箱当前挡位所对应的压裂泵排量范围内,对于这两种情形的判断,可通过第一判断单元实现;具体实施时,可以将传动箱各挡位对应的压裂泵排量范围信息存储于压裂车控制装置中,以供第一判断单元调用,由于传动箱的挡位是由压裂车控制装置进行控制,因此压裂车控制装置能够得知传动箱的当前挡位,因此第一判断单元也可以获知传动箱的当前挡位,进而实现前述判断。
[0032]对于前一情形,可以继续启用第一处理单元,具体地,第一处理单元可以实时获取发动机转速信息,并在第一判断单元判断为前一情形时,向发动机发出转速控制信息,以动态调整发动机转速,最终调整后的发动机转速能够使得传动箱当前挡位的输出转速与目标排量对应的传动箱输出转速一致,从而实现目标排量和压裂泵实际排量的及时匹配。
[0033]对于后一情形,可以继续启用第二处理单元,具体地,第二处理单元可以在第一判断单元判断为后一情形时,向传动箱发出挡位调整信息,以调整传动箱的挡位,从而满足调整后的挡位所对应的压裂泵排量范围覆盖目标排量;这样能够实现目标排量和压裂泵实际排量在一定程度上的匹配,需要说明的是,为了进一步提高目标排量和压裂泵实际排量的匹配程度,在第二处理单元执行完成后,可以返回至第一判断单元继续处理,即由第一判断单元继续判断目标排量是否位于传动箱的当前挡位对应的压裂泵排量范围内,此时传动箱的当前挡位是指调整后的挡位,这样经过循环往复有限次后,能够实现目标排量和压裂泵实际排量的一致或者良好匹配。
[0034]从上述可知,与现有技术相比,采用本发明上述实施例的压裂车控制装置,能够实现压裂泵的实际排量和目标排量的及时匹配,进而能够及时满足现场施工的需要,提高了压裂作业的效率和质量,并且由于无需人工频繁介入发动机转速以及传动箱挡位调整中,降低了人力成本和安全隐患。
[0035]具体实施过程中,上述实施例的压裂车控制装置在还可以采用如下至少一种优选方案:
[0036]一、由于在传动箱换挡过程中,若传动箱换挡前后输出转速相差较大容易出现较大冲击,进而影响压裂泵或者相关部件的性能,因此第二处理单元可以进一步包括判断模块和处理模块(图4中未示出)。其中,判断模块用于在目标排量未位于传动箱当前挡位对应的压裂泵排量范围内时,预先判断传动箱调整后的挡位的输出转速与传动箱当前挡位的输出转速的差值是否位于预定范围内;处理模块用于判断模块的判断结果为是时,向传动箱发出挡位调整信息,使传动箱调整后的挡位对应的压裂泵排量范围覆盖目标排量,以及用于在判断模块的判断结果为否时,先向发动机发出转速控制信号,使传动箱调整后的挡位的输出转速与传动箱当前挡位的输出转速的差值位于预定范围内,再向传动箱发出挡位调整信息,并在传动箱完成挡位调整后向发动机发出转速控制信号,使传动箱调整后的挡位对应的压裂泵排量范围覆盖目标排量或者使传动箱当前挡位的输出转速与目标排量对应的传动箱输出转速一致。由此可以得知,采用这种方案后,能够实现换挡调整的闭环控制,减少整个传动链产生的冲击,延长压裂泵等部件及整个设备的使用寿命。
[0037]二、如图4所示,压裂车控制装置还可以包括第四获取单元、第二判断单元和第三处理单元,其中,第四获取单元用于获取压裂泵的泵送压力,第二判断单元用于判断泵送压力是否大于预定值,第三处理单元用于在泵送压力大于预定值时发出报警信息。获取压裂泵泵送压力的方式可以参见现有技术的相关描述。由此可知,采用这种方案后,能够在压力作业过程中及时发现泵送压力过高的问题,因而也有助于延长压裂泵等部件及整个设备的使用寿命。
[0038]三、压裂车控制装置还可以包括目标排量输入设备,以便于操作人员(现场人员)输入目标排量。具体地,该目标输入设备可以采用旋钮式模拟量输入设备,这样在使用过程中,操作人员可以通过旋转按钮实现目标排量的连续输入,在整体方案上也可以实现压裂泵实际排量的连续及时调整,提高整个控制过程的微调性能。
[0039]本发明其他实施例还提供了一种压裂车控制方法,该压裂车控制方法可以包括步骤:步骤一、判断获取的目标排量是否位于传动箱的当前挡位对应的压裂泵排量范围内;步骤二、在目标排量位于传动箱当前挡位对应的压裂泵排量范围内时,向发动机发出转速控制信息,使传动箱当前挡位的输出转速与目标排量对应的传动箱输出转速一致;步骤三、在目标排量未位于传动箱当前挡位对应的压裂泵排量范围内时,向传动箱发出挡位调整信息,使传动箱调整后的挡位对应的压裂泵排量范围覆盖目标排量。其中,步骤二和步骤三没有先后顺序,而是依据步骤一的判断结果而定;另外,在步骤三完成后还可以重新返回到步骤一继续处理,这样在预定的时间内经过有限次循环往复后,能够实现目标排量和压裂泵实际排量的一致或者良好
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