[发明专利]压裂系统、压裂系统的控制系统和控制方法

权利要求书

1.一种控制系统(10)，用于控制井场作业的压裂系统(100)，其中，所述压裂系统(100)包括用于压裂油气层的压裂设备(101)和用于将压裂液和支撑剂进行混合并且供应给压裂设备(101)的混砂设备(102)，其特征在于，所述控制系统(10)对所述压裂设备(101)和所述混砂设备(102)进行联动控制，其中，所述控制系统(10)包括：

压裂控制装置(1)，其中，所述压裂控制装置(1)能够获取压裂设备(101)的目标压裂压力，并且以所述目标压裂压力为控制目标，对所述压裂设备(101)进行闭环控制，并且根据所述目标压裂压力为所述混砂设备(102)设定目标混砂压力；以及

混砂控制装置(2)，其中，所述混砂控制装置(2)以所述目标混砂压力为控制目标，对所述混砂设备(102)进行闭环控制。

2.按照权利要求1所述的控制系统(10)，其特征在于，所述压裂系统(100)还包括制备压裂液并且供应给所述混砂设备(102)的混配设备(103)，所述控制系统(10)还包括混配控制装置(3)，其中，所述混砂控制装置(2)为所述混配设备(103)设定目标混配排出量，所述混配控制装置(3)以所述目标混配排出量为控制目标，对所述混配设备(103)进行闭环控制并且为压裂系统(100)设定期望原料供应量。

3.按照权利要求2所述的控制系统(10)，其特征在于，所述控制系统(10)的闭环控制如下地进行：

所述压裂控制装置(1)获取所述目标压裂压力与所述压裂设备(101)的当前压裂压力之间的压裂压力偏差；

基于所述压裂压力偏差获取所述压裂设备(101)的压裂压力增量；

叠加所述目标压裂压力与所述压裂压力增量，并且为所述混砂设备(102)设定目标混砂压力；

所述混砂控制装置(2)针对所述目标混砂压力，获取所述混砂设备(102)的目标混砂输入量；

获取所述目标混砂压力与所述混砂设备(102)的当前混砂压力之间的混砂压力偏差；

基于所述混砂压力偏差获取所述混砂设备(102)的混砂输入量增量；

叠加所述目标混砂输入量与所述混砂输入量增量，并且为所述混配设备(103)设定目标混配排出量；以及

所述混配设备(103)针对所述目标混配排出量，获取所述混配设备(103)的目标混配输入量；

获取所述目标混配排出量与所述混配设备(103)的当前混配排出量之间的混配量偏差；

基于所述混配量偏差获取所述混配设备(103)的混配输入量增量；

叠加所述目标混配输入量与所述混配输入量增量，并且为所述压裂系统(100)设定所述期望原料供应量。

4.按照权利要求3所述的控制系统(10)，其特征在于，针对于所述压裂设备(101)和/或混砂设备(102)和/或混配设备(103)，分别设置有静态查表模型，其中，利用所述静态查表模型获得所述目标压裂压力和/或所述目标混砂输入量和/或所述目标混配输入量。

5.按照权利要求4所述的控制系统(10)，其特征在于，在所述目标压裂压力的工况点下，利用动态查表模型由所述压裂压力偏差获取所述压裂压力增量；并且/或者在所述目标混砂输入量的工况点下，利用动态查表模型由所述混砂压力偏差获取或所述混砂输入量增量；并且/或者在所述目标混配输入量的工况点下，利用动态查表模型由所述混配量偏差获取所述混配输入量增量。

6.按照权利要求5所述的控制系统(10)，其特征在于，所述控制系统(10)对所述压裂设备(101)和/或所述混砂设备(102)和/或所述混配设备(103)的实际输出量进行监控，用以判断是否发生故障。

7.按照权利要求6所述的控制系统(10)，其特征在于，所述压裂控制装置(1)还包括压裂压力分配单元，其中，所述压裂压力分配单元针对于所述目标压裂压力，在所述压裂设备(101)中的各个压裂机构之间分配压裂液。