[发明专利]一种数字化水力压裂监控设备

说明书

本发明涉及一种数字化水力压裂监控设备，包括压力泵和数据处理与显示终端设备，所述压力泵的入水口固定连接有进水口连接水管，所述进水口连接水管的外表面固定安装有数字流量计，所述压力泵的出水口固定连接有出水口连接水管，所述出水口连接水管的外表面固定安装有数字压力计，所述数据处理与显示终端设备的输出端与集线器的输入端电连接，所述集线器的输出端与数字流量计的输入端电连接，所述集线器的输出端与数字压力计的输入端电连接。该数字化水力压裂监控设备，避免了传统指针式流量和压力监控仪表因为安装方式和操作环境等因素造成的使用不便，为水力压裂的流量和压力检测提供实时的数值和图形显示。

技术领域

本发明涉及水力压裂的监控技术领域。

背景技术

水力压裂起源于石油领域，该技术通过在目标岩体内注入高压水的方式人为地制造裂纹，从而提高储层的渗透性，近年来，水力压裂技术逐渐被引入到煤矿领域，主要用于提高瓦斯抽采效率和增强煤岩体可冒落性，通常在压裂孔内开凿一系列人造径向切槽作为水力裂纹的起裂弱面，通过压力泵将具有一定压力的压裂液注入预先开凿的钻孔中，压裂液通过预制的切槽进行扩展从而在岩体内部形成裂纹面。

现有技术中，通常对压力泵流量和压力监测的设备主要是传统指针式流量和压力监控仪表，传统的指针式压力表通过表内的敏感元件的弹性变形，再由表内机芯的转换机构将压力形变传导至指针，通过指针的转动来显示压力，指针式流量监控仪表主要依靠锥形测量管和测量靶，当流体经由锥形管流动，测量靶因流量的不同而发生不同大小的位移，测量靶的位移在弹簧平衡力的作用下而产生平衡，再通过磁耦合系统传到指示系统，而实现流量的监测和控制，这样的流量和压力监控仪表主要存在以下三个主要的缺陷：传统的指针式仪表主要通过螺纹接口安装在压力泵的进水口或者出水口，在煤矿井下使用不便；指针的摆动过分依赖于弹簧或者表内敏感元件的变形和受力，一旦在压力和流量较大的情况下，弹簧和表内敏感元件的变形超过其弹性范围，仪表所显示的示数将偏离实际参数；在多次反复的使用下，弹簧可能超出其弹性范围，显示的示数可能失准，此外，在实际压裂过程中，如果压力泵的工作状态发生变化，传统的指针式仪表不能实时、准确的对压力泵的工作状态进行记录和显示，在日后的检查中也无法对压力泵的使用记录进行检查。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种数字化水力压裂监控设备，解决了传统指针式流量和压力监控仪表因为安装方式和操作环境等因素造成的使用不便的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种数字化水力压裂监控设备，包括压力泵和数据处理与显示终端设备，所述压力泵的入水口固定连接有进水口连接水管，所述进水口连接水管的外表面固定安装有数字流量计，所述压力泵的出水口固定连接有出水口连接水管，所述出水口连接水管的外表面固定安装有数字压力计；

所述数据处理与显示终端设备的输出端与集线器的输入端电连接，所述集线器的输出端与数字流量计的输入端电连接，所述集线器的输出端与数字压力计的输入端电连接。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述数据处理与显示终端设备通过数据线与集线器电连接，其作用是将采集的数据信号传输至数据处理与显示终端设备进行处理与显示，以监控记录压力泵实施水力压裂的工作状态。

进一步，所述数据处理与显示终端设备具有本地数据显示功能，可实时显示来自数字流量计和数字压力计的信号数据。

进一步，所述数据处理与显示终端设备具有本地数据存储和查询功能，可将来自数字流量计和数字压力计的信号数据和其他有关系统工作状态的数据持久存储，并可以对历史数据进行查阅、显示和导出。

进一步，所述数据处理与显示终端设备设有以太网络通讯接口，可通过以太网络通讯接口向远程网络设备提供基于移动终端APP和网页客户端的远程数据实时监控和历史数据查询导出服务。