[发明专利]大功率压裂泵车性能试验方法及试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及到油气田施工泵车领域，特别涉及到一种大功率压裂泵车性能试验方法及试验装置。

背景技术

 在油气田开发过程中，为提高油气藏的采收率需要对储层进行压裂作业，压裂泵车是实现压裂作业的主力装备，随着深井超深井数量的增加，压裂泵车的功率逐渐增加。目前，对于大功率压裂泵车的定型是以压裂泵的功率来标定，压裂泵的功率在出厂时按照理论的容积效率和机械效率已经确定，在开展压裂泵车的性能试验时只是针对压裂泵车上各总成部件开展性能测试（包括动力性能匹配测试、最高工作压裂测试、液气路性能测试、电控系统测试等）以验证压裂泵车能否有效工作，但缺乏有效的试验方法和装置来测定大功率压裂泵车的实际输出功率，从而影响整机性能的判断。伴随压裂泵车功率逐渐增大，开展性能试验时的试验压力和试验排量也逐渐增大，由于流量计的额定工作压力很小且压裂泵的排量是脉动的，在高压大排量试验条件无法直接采用相应的仪器仪表测得大功率压裂泵车的排量，故无法确定大功率压裂泵车的实际输出功率；由于试验压力很高，故在试验装置上必须安装安全装置降低安全风险。

发明内容

本发明提供一种大功率压裂泵车性能试验方法及试验装置，其目的一在于解决大功率压裂泵车性能试验时无法确定大功率压裂泵车的实际输出功率的问题；其目的二在于降低安全风险。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种大功率压裂泵车性能试验方法，其特征在于：所述方法按下列步骤进行：

1、试验前的准备工作，倒液循环：将大功率压裂泵车的吸入口和排出口分别连接至试验场试验装置上，将安全阀的设定压力调定至安全值，并确保供液蝶阀、循环液蝶阀、计量液蝶阀、针型阀、旋塞阀、节流阀处于开启导通状态，且关闭试验液蝶阀，启动供液电机，供液电机带动供液离心泵开始泵注清水，清水经水罐通过供液离心泵沿循环液蝶阀回流到水罐中，清水循环时间为3-5分钟；

2、供液测试：将大功率压裂泵车起车，调定转速至额定转速进行全转速运转，通过压裂泵车上自带的控制系统使压裂泵车挂定在相应的工作档位，此时开启试验液蝶阀，关闭循环液蝶阀，开启控压电机，控压电机带动针型阀阀芯运动开始截流憋压，使得大功率压裂泵车与针型阀之间管线内的压力上升至各档位额定高压，清水在水罐、供液蝶阀、供液离心泵、试验液蝶阀、大功率压裂泵车、高压四通、针型阀、旋塞阀、节流阀、减压器、流量计及计量液蝶阀之间完成循环，额定高压液体经针型阀、节流阀和减压器三级降压后，流入流量计中的液体压力下降至流量计额定工作压力以下，在高压四通上安装安全阀，保障压裂试验装置在安全压力下工作；

3、记录压裂泵车的排出压力P和降压后的排量Q₀：记录马丁戴克表上传动箱档位从一档至八档的排出压力P的数据，记录流量计上传动箱档位从一档至八档的排量Q₀数据；

4、计算大功率压裂泵车输出功率：利用公式N_e=PQ带入步骤3记录的数据，计算出大功率压裂泵车在各档位状态下的实际输出功率，公式中：Q= Q₀

Q₀为流量计测量的降压后的排量，单位为m³/min；

Q为大功率压裂泵车的平均排量，单位为m³/min；

N_e为试验时压裂泵车的实际输出功率，单位为hp；

P为马丁戴克表测量的压裂泵车排出压力，单位MPa。

一种大功率压裂泵车性能试验装置，包括水罐、供液蝶阀、循环液蝶阀、供液离心泵、供液电机、试验液蝶阀、马丁戴克表、高压四通、安全阀、针型阀、控压电机、旋塞阀、节流阀、减压器、流量计和计量液蝶阀，该装置的水罐一端用管线与供液离心泵相连接，连接管线上装有供液蝶阀，供液离心泵与供液电机相连接，供液离心泵的排出口分别用管线与循环液蝶阀和试验液蝶阀相连接，循环液蝶阀的另一端与水罐相连接，试验液蝶阀的另一端与大功率压裂泵车的吸入口相连通，大功率压裂泵车的排出口用管线与高压四通相连接，高压四通的其它三个接口分别于马丁戴克表、安全阀和针型阀相连接，安全阀的另一端与排污口相连接，针型阀与控压电机为轴连接，针型阀的另一端与旋塞阀相连接，旋塞阀的另一端依次串联有节流阀、减压器、流量计和计量液蝶阀，计量液蝶阀的另一端用管线与水罐相连通。

所述水罐为容积为100-200m3的椭圆柱形罐。