[发明专利]压裂系统、压裂系统的控制系统和控制方法

说明书

本申请涉及压裂系统、压裂系统的控制系统和控制井场作业中的压裂系统的方法，其中，控制系统包括：压裂控制装置，其中，所述压裂控制装置能够获取压裂设备的目标压裂压力，并且以所述目标压裂压力为控制目标，对所述压裂设备进行闭环控制，并且为所述混砂设备设定目标混砂压力；混砂控制装置，其中，所述混砂控制装置以所述目标混砂压力为控制目标，对所述混砂设备进行闭环控制。

技术领域

本申请涉及钻井油田等井场作业领域的控制系统，具体而言，本申请涉及压裂系统的控制装置以及控制井场作业中的压裂系统的方法。

背景技术

在钻井油田等井场工作中，常常需要用到压裂系统来使得油气层形成裂缝。压裂系统一般包括用来向井内泵入高压流体的压裂设备，用来将支撑剂和压裂液混合并向压裂设备供液的混砂设备等。在传统模式下，压裂系统的各个设备的控制由人工手动进行并且各个设备独立地进行控制，而难以实现对整个压裂系统的联动控制管理。

目前主流的压裂系统控制软件能够实现对设备的控制功能，但无法对上下游之间的设备进行智能协调控制，也不具备对压裂设备或者压裂机构进行智能排量和压力控制的功能。同时，目前的压裂系统控制软件也没有关注到对单个设备进行智能自诊断以及数据远传和维护这一方面。

申请内容

本申请的目的在于，实现井场所使用的压裂系统的各个设备的联动控制，提高井场的工作效率并且保证了压裂系统的使用安全性，至少能够解决以上部分技术问题。

根据本申请的第一方面，提供了一种控制系统，用于控制井场作业的压裂系统，其中，所述压裂系统包括用于压裂油气层的压裂设备和用于给压裂液添加混合剂的并且供应给压裂设备的混砂设备，所述控制系统针对井口的目标压力来对所述压裂设备和所述混砂设备进行控制，其中，所述控制系统包括：

压裂控制装置，其中，所述压裂控制装置能够获取压裂设备的目标压裂压力，并且以所述目标压裂压力为控制目标，对所述压裂设备进行闭环控制，并且为所述混砂设备设定目标混砂压力；以及

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

可选地，在本申请的一些实施例中，所述压裂系统还包括制备压裂液并且供应给所述混砂设备的混配设备，所述控制系统还包括混配控制装置，其中，所述混砂控制装置为所述混配设备设定目标混配排出量，所述混配控制装置以所述目标混配排出量为控制目标，对所述混配设备进行闭环控制并且为压裂系统设定期望原料供应量。

可选地，在本申请的一些实施例中，所述控制系统的闭环控制如下地进行：

所述压裂控制装置获取所述目标压裂压力与所述压裂设备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设定目标混砂压力；

所述混砂控制装置针对所述目标混砂压力，获取所述混砂设备的目标混砂输入量；

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设定目标混配排出量；以及

所述混配设备针对所述目标混配排出量，获取所述混配设备的目标混配输入量；

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的混配输入量增量；