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油田压裂作业混砂车液位控锒算法研究与应用

学兔兔 《仪器仪表与分析监测》2014年第3期 油田压裂作业混砂车液位控制 算法研究与应用 Research and Application of Algorithm of Liquid Level Control System for Blending Truck in Fracturing Unit 谭莲香 (四机赛瓦石油钻采设备有限公司,湖北荆州 434024) 【摘 要】现有油田压裂机组中混砂系统存在复杂度高、液位测量和液位控制困难等问题,针 对这一状况设计了一种基于复合控制算法的监控系统。该控制系统采用可编程序控制器。将其 应用在压裂车组可实现压裂生产管理的信息化和自动化,仿真结果和现场应用证明了算法的有 效性和可靠性。 [关键词] 混砂车;液位控制;可编程序控制器 [中图分类号】TP393 [文献标识码】 A 统存在的问题主要体现在以下方面:液位无法 引言 精确控制,当施工排量发生变化时易抽空和漫 在页岩气开采作业中,混砂车控制系统是油 罐,操作人员需时刻观察和调整液位,劳动强 田压裂机组中的关键设备之一,其作用是在压裂 度大。 施工中按一定的比例和程序输砂和混砂,并把这 基于上述问题,本文结合生产实际,设计了 些不同砂比 (砂液浓度)、不同粘度的压裂砂液低 基于复合控制算法的监控系统,重点研究了液位 压泵送给压裂泵送装备.它的工作性能的好坏将 控制算法在混砂作业中的应用,采用先进控制算 影响到整个压裂施工的成败Ⅲ。 法提高了控制响应速度和精确性。 混砂车的结构主要由传动、供液和输砂系统三 1 液位控制系统及其算法设计 部分组成。其工作流程为:吸入泵 (离心泵)向混 砂罐提供清水、输砂器向混砂罐提供干砂、液添 1.1 液位测控原理 泵向混砂罐提供胶联剂 (支撑剂)以及干粉添加 混砂车液位控制系统采集吸人流量、吸入阀 等,经}昆砂罐内搅拌器充分搅拌后,由砂泵 (离 阀位、混砂罐内液体的实际液位,根据实际液位 心泵)从罐内吸出排给压裂车的柱塞泵吸人端。 和设定液位可以计算出达到当前设定液位的吸 此过程为连续动态过程。上述所有执行均为液压 人流量,即可根据计算值控制吸人泵转速、吸 驱动,并且可无级变速,在手动控制或者自动控 人阀开启度,实现通过控制吸人流量来控制混砂 制的方式下实现各种介质按比例、按排量的混合 罐液位。 液排出。 液位控制系统由流量计、超声波液位计、计算 国内混砂控制系统和国外部分混砂控制系 机、吸人泵驱动板和手动控制组成,如图1所示。 一 14一 学兔兔 油田压裂作业混砂车液位控制算法研究与应用 谭莲香 前设置一个设定液位 (通常该液位设定后就不需 要更改)。作业开始时液位控制处于手动控制状

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