涡轮压裂系统技术方案

一种涡轮压裂系统。所述涡轮压裂系统，包括：N个涡轮压裂设备，每个所述涡轮压裂设备包括涡轮发动机；燃气供应设备，连接于N个所述涡轮发动机，所述燃气供应设备配置为供应燃气并且将所述燃气分配给N个所述涡轮发动机作为气体燃料；以及燃液供应设备，连接于所述N个涡轮发动机中的至少一个并且配置为当所述燃气的流量和压力中的至少一个减少时，向所述N个涡轮压裂设备中的至少一个提供液体燃料。采用上述涡轮压裂系统，可以实现自动作业，避免切换不及时而产生的整车组停机问题。不及时而产生的整车组停机问题。不及时而产生的整车组停机问题。

【技术实现步骤摘要】
涡轮压裂系统


[0001]本公开实施例涉及一种涡轮压裂系统。

技术介绍

[0002]在利用涡轮发动机驱动柱塞泵的水力压裂系统中，通过涡轮发动机驱动柱塞泵。涡轮发动机的燃料可以是柴油，也可以是天然气，使用天然气有很大的成本优势，所以在实际生产中最多使用的是燃气。

技术实现思路

[0003]根据本公开第一方面，提供一种涡轮压裂系统，所述涡轮压裂系统，包括：N个涡轮压裂设备，每个所述涡轮压裂设备包括涡轮发动机，N为大于或等于2的整数；燃气供应设备，连接于N个所述涡轮发动机，所述燃气供应设备配置为供应燃气并且将所述燃气分配给N个所述涡轮发动机作为气体燃料；以及燃液供应设备，连接于所述N个涡轮发动机中的至少一个并且配置为当所述燃气的流量和压力中的至少一个减少时，向所述N个涡轮压裂设备中的至少一个提供液体燃料。
[0004]至少一个实施例中，所述涡轮压裂系统还包括测控设备，所述测控设备包括：数据采集装置，信号连接于所述燃气供应设备，所述数据采集装置配置为采集所述燃气的第一燃气数据并且发送所述第一燃气数据到所述数据处理装置；以及数据处理装置。所述数据处理装置包括：比较判断单元，信号连接于所述数据采集装置，所述比较判断单元配置为比较所述第一燃气数据与第一阈值并且判断所述第一燃气数据是否小于所述第一阈值；其中，所述第一燃气数据包括所述燃气的压力和流量中的至少一种，所述第一阈值包括对应于所述压力的第一压力阈值和对应于所述流量的第一流量阈值中的至少一种；以及控制单元，信号连接于所述比较判断单元，所述控制单元配置为响应于所述第一燃气数据小于所述第一阈值，选择所述N个涡轮发动机中的至少一个并且生成第一燃料切换信号；其中，所述第一燃料切换信号用于将所述N个涡轮发动机中的至少一个的所述气体燃料切换为液体燃料。
[0005]至少一个实施例中，所述涡轮压裂系统还包括燃液储存装置，所述燃液储存装置设置在所述涡轮压裂设备上并且连接于所述涡轮发动机，所述燃液供应设备通过所述燃液储存装置向所述涡轮发动机提供所述液体燃料；每个所述涡轮压裂设备还包括与所述涡轮发动机信号连接的本地控制装置；所述控制单元还配置为将所述第一燃料切换信号发送给与被选择的所述至少一个涡轮发动机信号连接的所述本地控制装置；所述本地控制装置配置为根据所述第一燃料切换信号，将被选择的所述至少一个涡轮发动机的气体燃料切换为所述液体燃料；其中所述液体燃料由连接于所述被选择的所述至少一个涡轮发动机的所述燃液储存装置所提供。
[0006]至少一个实施例中，所述涡轮压裂系统还包括燃气输送装置，所述燃气输送装置设置在所述涡轮压裂设备上并且连接于所述涡轮发动机，所述燃气供应设备通过所述燃气
输送装置向所述涡轮压裂设备提供所述气体燃料；所述本地控制装置包括本地控制单元和切换单元；所述本地控制单元配置为接收所述第一燃料切换信号并且控制所述切换单元以实现从所述气体燃料切换到所述液体燃料；所述切换单元分别连接于设置在同一所述涡轮压裂设备上的所述燃液储存装置和所述燃气输送装置，并且配置为在所述本地控制单元的控制下，从所述燃气输送装置切换到所述燃液储存装置。
[0007]至少一个实施例中，所述被选择的所述至少一个涡轮发动机包括具有最长可运行时间的涡轮发动机；所述具有最长可运行时间的涡轮发动机满足以下三个条件中的至少一个：所述涡轮发动机中储存的液体燃料的当前液体存量最大；所述涡轮发动机的负载最小；以及所述涡轮发动机中储存的液体燃料的当前液体存量与所述涡轮发动机的负载的比值最高。
[0008]至少一个实施例中，所述数据采集装置还配置为采集所述燃气的第二燃气数据并且发送所述第二燃气数据到所述数据处理装置，其中所述第二燃气数据包括所述第一燃气数据的变化率；所述比较判断单元还配置为比较所述第二燃气数据与变化率阈值，并且发送比较结果给所述控制单元；所述控制单元还配置为根据所述比较结果调整所述涡轮压裂系统的总排量。
[0009]至少一个实施例中，所述第一燃气数据的变化率包括所述第一燃气数据的下降率，所述变化率阈值包括所述第一燃气数据的下降率阈值；所述比较判断单元还配置为比较所述第二燃气数据与所述第一燃气数据的下降率阈值，判断所述第二燃气数据是否大于或等于所述第一燃气数据的下降率阈值；所述控制单元还配置为响应于所述第二燃气数据大于或等于所述第一燃气数据的下降率阈值，生成用于降低所述涡轮压裂系统的总排量的第一降低排量信号。
[0010]至少一个实施例中，所述燃液供应设备包括N个燃液储存装置，所述N个燃液储存装置一一对应地设置在所述N个涡轮压裂设备上并且一一对应地连接于所述涡轮发动机；所述数据采集装置还配置为采集全部所述N个燃液储存装置中储存的液体燃料的当前液体总量，并且发送所述当前液体总量到所述数据处理装置；所述比较判断单元还配置为比较所述当前液体总量与所述液体总量阈值，判断所述当前液体总量是否小于所述液体总量阈值；所述控制单元还配置为响应于所述当前液体总量小于所述液体总量阈值，生成用于降低所述涡轮压裂系统的总排量的第二降低排量信号。
[0011]至少一个实施例中，所述比较判断单元还配置为：响应于所述第一燃气数据大于或等于所述第一阈值，判断是否存在已切换为所述液体燃料的涡轮发动机；以及响应于存在已切换为所述液体燃料的涡轮发动机，比较所述第一燃气数据是否大于或等于第二阈值，其中所述第二阈值大于所述第一阈值。所述控制单元还配置为：响应于所述第一燃气数据大于或等于所述第二阈值，生成第二燃料切换信号，所述第二燃料切换信号用于将所述涡轮发动机的所述液体燃料切换回所述气体燃料。
[0012]至少一个实施例中，所述控制单元还配置为获取已切换为所述液体燃料的涡轮发动机的数量M，M为小于N的正整数；所述控制单元还配置为在M个涡轮发动机中选择具有最短可运行时间的涡轮发动机，并且生成所述第二燃料切换信号，所述第二燃料切换信号用于将所述具有最短可运行时间的涡轮发动机的所述液体燃料切换回为气体燃料。所述具有最短可运行时间的涡轮发动机满足以下三个条件中的至少一个：所述涡轮发动机中储存的
液体燃料的当前液体存量最小；所述涡轮发动机的负载最大；以及所述涡轮发动机中储存的液体燃料的当前液体存量与所述涡轮发动机的负载的比值最低。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
[0014]图1A为根据本公开实施例提供的涡轮压裂系统的示意图；
[0015]图1B为根据本公开另一实施例提供的涡轮压裂系统的示意图；
[0016]图2为根据本公开实施例提供的涡轮压裂设备的示意图；
[0017]图3为根据本公开实施例提供的测控设备的示意图；
[0018]图4为根据本公开实施例提供的涡轮压裂系统的控制方法的流程图；
[0019]图5为根据本公开另一实施例提供的涡轮压裂系统的控制方法的流程图；
[0020]图6为根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮压裂系统，其特征在于，包括：N个涡轮压裂设备，每个所述涡轮压裂设备包括涡轮发动机，N为大于或等于2的整数；燃气供应设备，连接于N个所述涡轮发动机，所述燃气供应设备配置为供应燃气并且将所述燃气分配给N个所述涡轮发动机作为气体燃料；以及燃液供应设备，连接于所述N个涡轮发动机中的至少一个并且配置为当所述燃气的流量和压力中的至少一个减少时，向所述N个涡轮压裂设备中的至少一个提供液体燃料。2.根据权利要求1所述的涡轮压裂系统，其特征在于，还包括测控设备，所述测控设备包括：数据采集装置，信号连接于所述燃气供应设备；以及数据处理装置，所述数据采集装置配置为采集所述燃气的第一燃气数据并且发送所述第一燃气数据到所述数据处理装置，所述数据处理装置包括：比较判断单元，信号连接于所述数据采集装置，所述比较判断单元配置为比较所述第一燃气数据与第一阈值并且判断所述第一燃气数据是否小于所述第一阈值；其中，所述第一燃气数据包括所述燃气的压力和流量中的至少一种，所述第一阈值包括对应于所述压力的第一压力阈值和对应于所述流量的第一流量阈值中的至少一种；以及控制单元，信号连接于所述比较判断单元，所述控制单元配置为响应于所述第一燃气数据小于所述第一阈值，选择所述N个涡轮发动机中的至少一个并且生成第一燃料切换信号；其中，所述第一燃料切换信号用于将所述N个涡轮发动机中的至少一个的所述气体燃料切换为液体燃料。3.根据权利要求2所述的涡轮压裂系统，其特征在于,所述涡轮压裂系统还包括燃液储存装置，所述燃液储存装置设置在所述涡轮压裂设备上并且连接于所述涡轮发动机，所述燃液供应设备通过所述燃液储存装置向所述涡轮发动机提供所述液体燃料；每个所述涡轮压裂设备还包括与所述涡轮发动机信号连接的本地控制装置；所述控制单元还配置为将所述第一燃料切换信号发送给与被选择的所述至少一个涡轮发动机信号连接的所述本地控制装置；所述本地控制装置配置为根据所述第一燃料切换信号，将被选择的所述至少一个涡轮发动机的气体燃料切换为所述液体燃料；其中所述液体燃料由连接于所述被选择的所述至少一个涡轮发动机的所述燃液储存装置所提供。4.根据权利要求3所述的涡轮压裂系统，其特征在于，所述涡轮压裂系统还包括燃气输送装置，所述燃气输送装置连接于所述涡轮发动机，所述燃气供应设备通过所述燃气输送装置向所述涡轮压裂设备提供所述气体燃料；所述本地控制装置包括本地控制单元和切换单元；所述本地控制单元配置为接收所述第一燃料切换信号并且控制所述切换单元以实现从所述气体燃料切换到所述液体燃料；所述切换单元分别连接于设置在同一所述涡轮压裂设备上的所述燃液储存装置和所述燃气输送装置，并且配置为在所述本地控制单元的控制下，从所述燃气输送装置切换到所述燃液储存装置。5.根据权利要求2所述的涡轮压裂系统，其特征在于，
被选择的所述至少一个涡轮发动机包括具有最长可运行时间的涡轮发动机；所述具有最长可运行时间的涡轮发动机满足以下三个条件中的至少一个：所述涡轮发动机中储...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛竹青，张日奎，张鹏，王建伟，王吉华，纪晓磊，
申请(专利权)人：烟台杰瑞石油装备技术有限公司，
类型：新型
国别省市：