[发明专利]一种智能互联式撬装酸液高压注入设备及控制方法

权利要求书

1.一种智能互联式撬装酸液高压注入设备，其特征在于包括：

柴油发电机、高压泵、变频电动机、机械变速箱、联轴器、电路系统、吸入系统、排出注入管汇、仪表和控制系统，以及安装上述组件的撬装房体；

其中，所述变频电动机通过变频器调节电动机转速，通过机械变速箱与高压泵连接给高压泵提供动力，所述吸入系统和所述排出注入管汇分别与所述高压泵的两侧连接，所述变频电动机和机械变速箱、机械变速箱和高压泵分别采用一个标准联轴器连接，联轴器装有可拆卸的护罩，所述电路系统通过预留插接件接口外接380V电源用于电动机起动、停机、调速及工作照明，并完成撬装内组件间的电气连接；

所述仪表包括泵排出压力、吸入系统压力、排出口压力检测仪表，以及其它环境监测及安全保护仪表，控制系统包括PLC系统、现场操作面板和网络模块，现场操作面板包括电源总开关、照明灯开关；

所述控制系统包括数据采集单元、逻辑控制单元、网络传输单元、工作模式切换单元以及工业互联网云平台监控模块；其中，所述数据采集单元包括多个连接到PLC系统的传感器及二次仪表；所述工业互联网云平台监控模块负责对连接到PLC系统的所述传感器及设备的运行状态进行监控；所述网络传输单元用于设置网络模块的连接方式，服务器地址及端口编号；所述网络传输单元与工业互联网云平台服务器连接，供远程客户端访问控制系统并进行操作，并且将网络模块与其它高压注入机组网，以机组协同模式工作；所述网络传输单元具有工作模式设置模块，所述工作模式设置模块包括压力模式和流量模式，分别根据设定的输出的压力值和流量值进行电动机转速的变频调节，网络设置模块在机组协同模式时工作模式根据主控调度进行配置；

所述高压泵为压裂泵，采用耐腐蚀的卧式三缸高压泵，高压泵由动力端和液力端组成，泵头体材料为哈氏合金，高压泵上装配陶瓷柱塞，陶瓷柱塞直径为32mm，冲程为120mm，润滑方式为飞溅润滑方式和强制润滑结合；

所述吸入系统包括罐体、自吸泵、吸入管汇以及过滤装置，过滤器安装于自吸泵和吸入管汇前，罐体具有玻璃钢内衬并带有液位计，进行HF防腐，罐体至少为1个或多个，吸入液体通过所述1个或多个罐体或者单独经过所述多个罐体中的任何一个或者全部不经过；

所述吸入系统罐体安装有液位计，液位计与控制系统相连，反馈罐体的液位；

所述排出注入管汇有安全阀及泄压口，安全阀为机械式，根据高压泵的最高工作能力设定最高压力保护值，在自动超压保护控制失灵的情况下，如工作压力达到设备最高压力，机械式安全阀自动开启卸压，卸压完成后自动关闭；

所述排出注入管汇安装有耐腐蚀的流量计；

排出注入管汇材质为316不锈钢，整体经过耐腐蚀、防酸处理，排出注入管汇总长20米，配备4个316不锈钢万向接头，所述流量计与控制系统相连；

所述智能互联式撬装酸液高压注入设备整机技术参数如下：最高工作压力为35MPa；清水排量为0.0-3.5m³/h，实现该排量范围内任意排量的调节；整机的重量为5900kg；整机的外形尺寸为长度5200mm、宽度2200mm及高度2200mm；整机使用的环境温度为-35～+50℃；整机输送的介质包括清水、盐酸31％+氢氟酸10％。

2.一种根据权利要求1所述的智能互联式撬装酸液高压注入设备的控制方法，其特征在于：开始后，控制系统进行自检，自检无故障后启动发电机，之后进行控制系统的网络设置，网络设置后可以通过本地操作面板、远程客户端以及组网的主控进行工作参数设置，之后启动高压注入工作，注入过程中对参数进行检测看是否触发保护模式，如触发保护模式，则停止高压注入，如不触发保护模式则一直进行高压注入直到完成注入工作；所述保护模式包括超压保护，排出注入管汇压力超过设定压力时，控制系统将立即减少变频电动机的输出以保护设备。