一种压裂作业中液氮泵的控制方法

摘要

本发明涉及石油生产技术领域，提供一种压裂作业中液氮泵的控制方法，该控制方法包括限压定排、恒配比、恒温等控制，具备超压、高温和低温等多种施工报警和保护措施，可与压裂机组联机协同作业，可根据压裂机组中混砂排量和设定配比进行恒配比匹配控制，在本台液氮泵监测到超压或低温报警高温报警后通过网络将报警信号传送给其他压裂设备，可相互之间监测数据。

主权项

一种压裂作业中液氮泵的控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1）待灌注泵、柱塞泵及其管线冷却完成后，当蒸发器入口温度低于设定值后，启动蒸发器风扇并控制其低速运转，点燃8个引火器；（2）控制蒸发器风扇至高速运转，打开排出阀；（3）判断当前液氮泵的控制模式，若为单泵手动控制，根据操作者操作控制发动机油门和传动箱档位；若为编组手动控制，把连接到网络上的所有液氮泵编为一组，操作者在任何编为一组的设备上控制该组泵的传动箱档位和发动机油门，并控制保持组的档位和油门一致；若为限压定排控制，根据设定排量和限定压力自动调节发动机油门和传动箱档位，在此模式下，比较当前液氮泵压力和设定压力，在当前液氮泵压力比设定压力区间低时，根据设定排量来控制发动机油门和传动箱档位，使氮液泵排量为设定排量；在当前液氮泵压力处于设定区间内时，若设定排量小于当前液氮泵排量，则调节发动机油门和传动箱档位，控制液氮泵排量为设定排量，若设定排量高于当前液氮泵排量时，则保持当前排量；在当前大泵压力比设定压力区间高时，所有设为自动限压定排的液氮泵同时降低油门至最小锁定转速，随后按照泵的先后编排次序，最后一台开始一档一档向下降档位直至空档，然后在前面的一台也逐次一档一档下降档位，直至所有限压定排的液氮泵均处于空档或液氮泵压力处于设定压力区间内；若为恒配比控制，设定液氮配比，根据当前混砂排量实时计算液氮排量来控制发动机油门和传动箱档位，保持液氮排量和混砂排量之比为定值，所述液氮排量=混砂排量*设定配比；（4）根据当前液氮排量和设定氮气出口温度，计算燃烧器个数； （5）根据确定的燃烧器个数，使之对称燃烧，并在设定时间内，让8个燃烧器循环燃烧；（6）在作业过程中，若液氮罐压力大于设定压力，则打开排空阀进行泄压；若液氮罐压力小于设定压力，则打开建压阀进行建压；（7） 作业过程中，实时监测灌注压力和饱和压力，若灌注压力过低，则提高灌注泵转速；若饱和压力过高，提高灌注泵转速。