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Internal Combustion Engine & Parts•15 •2500型压裂车的电气自动控制系统设计与应用苏宏彪(北方重工石油装备有限公司，沈阳110000)摘要:压裂是常规油气田以及页岩气、页岩油、煤气层等资源开发的核心技术，可应用于页岩气田、中深井的各种压裂、致密性油 气田深井和酸化作业。
本文针对2500型压裂车的电气自动控制系统，就电气设计部分提出了较以往同类产品的电气设计技术指标要 求，包括：电气控制系统中的自动控制箱、台上仪表箱及仪表系统和远程控制系统的设计，以及自动控制系统主要控制中的单泵单独 控制、机组编组控制、定排量定压力控制、机组总快捷停控制的应用技术。
关键词院2500型压裂车;仪表系统;远程控制系统0引言压裂车系列产品是根据我国油田现场的特殊路况、地质条件以及压施工工艺的要求而研制的高端压裂装备，同时具有压力高、功率大、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强以及长时间连续作业的特点。
目前我国随着复杂油气藏、低渗透油田以及煤层气田的大规模开发，使开采现场对压裂设备的施工提出了更高的要求。
而国际市场上石油压裂设备正向着功率大、功能多、自动化的方向发展。
随着我国自主 研发能力的提高，我国先后研制成功50〜140MPa等系列 压裂车，但总体基础工业以及配套条件的多方面限制，同时自动化技术程度低于国际先进的水平。
而引进国外先进 技术的压裂车，由于存在着压裂泵等方面上的差异，总体 技术指标与理想产品相比仍具体一定差距。
1压裂车2500型简介2500型压裂车是北方重工集团在页岩气开发政策的 利好形势下，为更好适应国内以及国际市场环境，自主研 发的针对非常规能源在特殊地质条件下实现开采的技术 下压裂车并已经成功投入生产，并获得用户广泛好评。
2500型压裂车的电气自动控制系统具备泵车车胎发动 机、车台远程启动互锁、远程启动发动机、车胎远控双停 机、定压力自动化作业，定排量自动作业等新兴使用功能。
压裂工艺基础知识介绍目录一、压裂工艺概述 (2)1. 压裂工艺定义及重要性 (3)2. 压裂工艺发展历程 (3)3. 压裂工艺应用领域 (4)二、压裂原理与基本流程 (5)1. 压裂原理简介 (6)（1）岩石破裂理论 (7)（2）水力压裂基本原理 (8)2. 压裂基本流程 (9)（1）前期准备 (10)（2）压裂施工 (11)（3）后期评估 (13)三、压裂设备与技术参数 (14)1. 压裂设备组成 (15)（1）压裂泵 (15)（2）高压管汇 (17)（3）地面设备 (18)（4）井下工具 (19)2. 技术参数介绍 (20)（1）压力参数 (22)（2）流量参数 (23)（3）化学药剂参数 (24)四、压裂液与支撑剂 (25)1. 压裂液介绍 (27)（1）压裂液种类与特性 (28)（2）压裂液性能要求 (30)2. 支撑剂介绍 (31)（1）支撑剂种类与特性 (32)（2）支撑剂作用及选择要求 (33)五、压裂工艺优化与新技术发展 (34)一、压裂工艺概述压裂工艺是一种用于开采石油和天然气资源的地质工程技术，它通过在地层中注入高压水，使岩石发生裂缝和破碎，从而释放出地下的石油和天然气资源。
压裂工艺在全球范围内得到了广泛的应用，尤其是在美国、加拿大、中国等国家的油气田开发中发挥了重要作用。
压裂工艺的主要目的是提高油气井的产量，延长油气井的使用寿命，降低生产成本。
随着科技的发展，压裂工艺也在不断地改进和完善，以适应不同类型的油气藏和地层条件。
压裂工艺主要包括水力压裂、化学压裂和生物压裂等多种类型。
水力压裂是最早的一种压裂方法，主要利用高压水流产生的压力差来破碎岩石。
随着技术的进步，化学压裂逐渐成为主流技术，它通过向地层中注入特殊的化学剂，使岩石发生化学反应，从而产生裂缝和破碎。
生物压裂则是近年来发展起来的一种新型压裂技术，它利用微生物降解有机物的过程来产生裂缝和破碎。
压裂工艺作为一种重要的地质工程技术，为石油和天然气资源的开发提供了有效的手段。
. . .50万吨/年压裂支撑剂和精密铸造砂项目环境影响报告表（报审版）建设单位（盖章）：环境影响评价机构：编制日期：《建设项目环境影响报告表》编制说明《建设项目环境影响报告表》由具有从事环境影响评价资质的单位编制。
1、项目名称——指项目立项批复时的名称，应不超过30个字（两个英文字段作一个汉字）。
2、建设地点——指项目所在地详细地址，公路、铁路应填写起止终点。
3、行业类别——按国标填写。
4、总投资——指项目投资总额。
5、主要环境保护目标——指项目区周围一定围集中居民住宅区、学校、医院、保护文物、风景名胜区、水源地和生态敏感点等，应尽可能给出保护目标、性质、规模和距厂界距离等。
6、结论与建议——给出本项目清洁生产、达标排放和总量控制的分析结论，确定污染防治措施的有效性，说明本项目对环境造成的影响，给出建设项目环境可行性的明确结论。
同时提出减少环境影响的其他建议。
7、预审意见——由行业主管部门填写答复意见，无主管部门项目，不填。
8、审批意见——由负责审批该项目的环境保护行政主管部门批复。
一、工艺流程简述（图示）本项目生产原料直接从当地开采，主要生产精密铸造砂（压裂支撑剂）、覆膜压裂支撑剂各一条。
覆膜压裂支撑剂原砂（图中简称为覆膜砂原砂）与精密铸造砂生产工艺相同。
1.项目工艺及产污流程图1#除尘器G4-1图5-1 造型砂工艺及产污环节流程图图5-1 覆膜压裂支撑剂工艺及产污环节流程图2.工艺流程简述：（1）工艺流程说明：物料要先经过给料机给入到皮带输送机上，然后经过烘干滚筒进行烘干、筛分和混砂机搅拌覆膜等工作，最终达到用户的需求。
投料：湿砂进厂后通过铲车运送到湿砂投料口投料到皮带输送机上。
烘干：湿砂经过皮带机运输至烘干滚筒，由燃气燃烧机进行加热，加热过程中产生粉尘G1、天然气废气G4-1及噪声N 。
项目设置2台烘干机，粉尘经1#除尘器收集处理。
烘干后的石英砂通过提升机、皮带输送至中间料仓暂存，皮带输送机、提升机采用全密封自动输送，待筛分。
油田工程拟投入的主要施工机械设备表
以下是拟投入油田工程的主要施工机械设备。
这些设备将在油
田工程的各个阶段中发挥重要作用，确保施工的顺利进行。
1. 钻井设备
- 钻机：用于进行油井的钻探作业，包括旋挖井机和摩擦钻机。
- 钻杆：连接钻头和钻机的管道，用于将钻头送入地下。
2. 钻井液处理设备
- 钻井液搅拌池：用于将钻井液的各种材料混合均匀。
- 钻井泥浆固控设备：用于处理钻井液中的固体废料，包括振
动筛和离心机。
3. 取心设备
- 取心机：用于从井下取得地质样本，以进行地质调查和分析。
4. 提升设备
- 提升机：用于将油井中的油管、钻杆等设备提升至地面。
5. 油井维护设备
- 抽油机：用于抽取油井中的原油。
- 油井抓插机：用于进行油井抓插作业，包括插管和拔管。
6. 压裂设备
- 压裂车：用于进行地下水压裂作业，以增加油井产能。
以上是拟投入油田工程的主要施工机械设备。
这些设备将在施工过程中发挥重要作用，确保油田工程的顺利进行。
请根据实际情况进行设备选择，并确保设备的正常运行和定期维护。
2500型压裂车组在高原油田的选配与应用摘要：为适应油田增储上产的需要, 青海油田公司购置了2500型压裂车组。
该车组具有压力等级高、排量大、智能化水平高、高原适应强等特点, 该设备的应用为柴达木“三低”油气藏开发提供了强有力的设备支撑。
本文通过对车组购置的必要性、选配、以及在现场应用情况等几个方面进行了阐述, 说明2500型压裂车组选配依据和在高原油田的应用前景。
关键词：压裂车;选型;配套;应用;油气层压裂施工改造根据地质数据和压裂软件模拟计算施工压力超过100MPa, 油田现有的两套压裂设备一直无法完成此类区域的压裂任务, 压裂设备已严重制约油田的发展, 因此有必要购置压裂车组, 以解决日益增长的压裂工作量和复杂井与压裂设备不配套的矛盾。
1 压裂车2500型简介1.1 结构分析2500型压裂车的组成有2大部分, 其一为底盘车、其二为上装设备。
在底盘车中, 除了具备将整车进行移动的功能以外, 还为发动机启动液压系统提供了动力;在上装设备当中, 属于压裂车进行作业的部分,包括电路和气路系统、液压和控制系统等。
1.2 压裂车的具体工作原理压裂车利用发动机驱动车台发动机对马达进行启动, 是车台发动机进行运转, 产生相应的动力, 以便利用液力传动箱以及传动轴对压裂泵的动力端传动动力,这样压裂泵在动力驱动的作用下进行运转;压裂液又混砂车供给, 利用吸入管将压裂泵吸入, 以此实现增压的效果, 之后在高压的环境中, 依着管道排入井下实施相应的压裂工作。
2设备选型与配套2.1压裂泵的选择压裂泵为压裂车组的核心设备, 只有选择好压裂泵, 才可根据泵的大小选择配套设备。
台上压裂泵可选择性很多, 满足功率输出2500HP和工作压力达到100MPa以上有进口大泵FMC2700Q和OFM2500重型五缸压裂泵, 也有国内四机厂生产的SQP2800泵。
2.2压裂泵车底盘车选型四机厂生产的2500型压裂泵车总质量在44吨左右, 目前国产底盘车辆无法满足承载要求, 可供选择的只有奔驰ACTROS 4151-8X8、曼牌41.480/8X8、肯沃斯K500-8X6这三种进口底盘车, 这三款底盘车均属于整车进口, 质量和承载能力均能够满足油田使用需要。
SPM提供适应于油田钻井、固井、测试、酸化压裂、连续油管及砂控作业、海洋平台等所需的各种高压组合管汇、流体控制元件、以及各类压裂泵等产品。
我们提供的SPM产品包括：流体控制元件、压裂泵、砂泵、钻井设备、以及凡尔体（阀）等附属产品，具体包括蝶阀、单向阀、安全阀、旋塞阀、节流阀、等高压活动弯头、由壬、整体接头、等各类压裂泵、砂泵：如TWS250、TWS400、TWS600S、TWS900、TWS1000S、QWS3500、TMP1650、等各类泵体的配件，如大泵柱塞、油封、套环、等各类凡尔体（阀）总成、凡尔体座、凡尔体胶圈SPM 的凡尔体（阀）、凡尔体座和凡尔体胶圈可以配套BJ、Gardner Denver、Halliburton哈里伯顿、Oilwell国民油井、Omega、Western西方等众多品牌的泵体。
压裂车SPM大泵-柱塞盘根(橡胶)P100195压裂车SPM大泵-柱塞盘根(夹布)P100652压裂车SPM大泵-凡尔体总成P105743压裂车SPM大泵-柱塞SD100654压裂车SPM大泵-凡尔座P105753压裂车SPM大泵-NET.NUT,SUCTION&DISCHARGE 3P105134压裂车SPM大泵-SUCTION COVER 3P105132压裂车SPM大泵-SPRING KEEPER 3P100176压裂车SPM大泵-SPRINGS 4P100198压裂车SPM大泵-PONY ROD STUD 4P101714压裂车SPM大泵-DISCHARGE COVER 3P100178G压裂车SPM TWS2250注塞泵G1207-3690-连杆轴承盖组套(上、下)-IP104056压裂车SPM大泵-盘根垫-P105743压裂车SPM大泵-盘根垫-P105761压裂车SPM-大泵-卡箍-2A21219压裂车SPM-由壬152201 2”FIG1502 15000PSI压裂车SPM-由壬602201 2”FIG602 6000PSI T.E.UNION压裂车SPM-旋塞阀A14778 2”FIG1520MX 5000PSI压裂车SPM-旋塞阀A14962 2”FIG602MXF压裂车SPM-三通2”三通,内螺纹,FIG1502压裂车SPM-三通2”内螺纹,FIG602压裂车SPM-活动弯12534 2”FIG1502(STD)STYL E50M/F压裂车SPM-活动弯头2533 2”FIG1502(STD)STYLE10M/M压裂车SPM-旋转短接3286 2”FIG1502(STD)STYLE20F/M压裂车SPM-90度长半径弯头13588 2”FIG1502(STD)M/F压裂车SPM-QWS2500(5缸泵)行程:8英寸直径:4英寸PART NO:"B"压裂车SPM大泵-鼓式垫-R10298压裂车SPM-大泵-鼓式垫-R10195压裂车SPM-大泵-拉杆-4R11714压裂车SPM大泵-拉杆油封R10106压裂车SPM大泵-拉杆油封R15307压裂车SPM大泵-柱塞2R13344压裂车SPM大泵-柱塞2R13312压裂车SPM大泵-柱塞垫总成-3C15638压裂车SPM大泵-柱塞垫总成3C15297压裂车SPM大泵-大泵单流阀2C25509压裂车SPM大泵-压力环4寸P100342HP压裂车SPM大泵-凡尔胶皮3寸P105763压裂车SPM振动脉冲传感器总成-(12339S113)压裂车SPM振动脉冲传感器配件-传感器TMU M8传感器压裂车SPM大泵机油滤子总成281227压裂车SPM大泵机油压力传感器106228压裂车SPM大泵压裂泵机油温度传感器100389美国SPM-高压管线-1.5" 2A12723美国SPM-2"旋塞阀-气动头MA3000美国SPM-2”旋塞阀-9.8223。
王坡煤矿地面瓦斯综合抽采系统建设压裂工程WP01-1D井压裂施工设计建设单位:山西天地王坡煤业承担单位:中煤科工集团西安研究院设计单位:中原油田井下特种作业处2021年10月项目名称：王坡煤矿地面瓦斯综合抽采系统建设压裂工程设计人（签字）：审核人（签字）：总工程师（签字）: 设计单位（盖章）: 设计提交日期：年月日项目承担单位审核意见: 审核人（签字）:设计审核日期: 年月日项目建设单位审批意见: 审批人（签字）:设计批准日期: 年月日前言........................................................ 错误!未定义书签。
1WP01-1D井基础数据 ....................................... 错误!未定义书签。
钻井大体数据............................................... 错误!未定义书签。
煤层射孔设计数据........................................... 错误!未定义书签。
2施工目的及设计依据........................................ 错误!未定义书签。
施工目的.................................................... 错误!未定义书签。
设计依据.................................................... 错误!未定义书签。
技术标准.................................................... 错误!未定义书签。
3施工工序.................................................. 错误!未定义书签。
4 WP01-1D井3煤压裂设计................................... 错误!未定义书签。
百勤石油2500型压裂设备及配套附属设施概括
深圳百勤石油技术有限公司于2014年1月份购置了一套烟台杰瑞集团设计制造的2500型压裂机组及其他厂商的配套设施，这些设备设施将于3月15号前全部到货。
整套设备设施包括：15台YL105-1860型压裂车、2台HSC16混砂车、2台管汇车和2台仪表车以及其它配套设备设施(详见表1)。
压裂车总输出水功率为37500HP，最高工作压力为103.4Mpa，整套压裂机组可满足12~14m³/min排量下的各类压裂酸化作业，尤其适合大型页岩气分段压裂施工。
表1.设备设施一览
一、YL105-1860压裂车性能
1、整车技术性能
压裂车配备了性能先进的进口Mercedes-Benz Actros 4151型底盘，承载能力强，越野性能好；柱塞泵由车台上的MTU16V4000
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型四涡轮增压电喷式柴油发动机通过TWINS TA90-8501 电控变速箱驱动，变速箱的换档及压裂施工参数的监测，可以在远离压裂车几十米的遥控台或仪表车上进行，操作安全可靠，自动化程度高。
设备装有自动超压保护装置，进行压裂施工作业时，操作人员在遥控台面板上设定最高安全施工压力，当实际排出压力超过这个值时，超压保护装置自动使柴油机处于怠速状态。
当超压保护复位后，可以很快地重新启动柱塞泵工作。
其它组成系统包括：气路控制系统、液压控制系统、仪表控制台、高压排出管汇、低压吸入管汇、润滑系统和活动弯头等。
2、整车主要性能参数
整车长(mm): ≤12500
整车宽(mm): ≤2600
整车高(mm): ≤4200
整车总质量：≤47500 kg
最大流量（基于水的情况下）：2.46 m3/min（OFM 2800Q（4″柱塞）
最大排出压力：103.4MPa (15000 psi) （4″柱塞）
最大工作性能：压力达103.4MPa (15000 psi)、
最大输出排量：2.46 m3/min
1
最大输出水功率：1860kW(2500hhp)
3、技术性能述评
该型压裂车运载能力和路面适应能力强，双后桥加桥间封锁驱动特别适合于山区井场泥石路面行驶，保证了作业设备的安全运移。
台上发动机、传动箱、泵等的功率匹配合理，总传动效率达80%。
操作控制系统自动化程度高，设备可以通过遥控箱或仪表车进行远程操作。
动力装置由发动机、传动箱及连接支架组成，其中发动机散热水箱由三个通道组成，分别与发动机、传动箱和大泵动力端润滑油连接，并对其进行冷却。
泵头体为整体式合金锻件，柱塞表面喷镀耐磨合金粉，
具有良好的耐磨性及抗腐蚀性。
图1 2500型压裂车实物图
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二、HSC16型混砂车(100桶)性能
1、整车技术性能
该型混砂车主要包括以下部件：Merceds-Benz Actros 4144底盘车、底特律S60台上发动机、分动箱、液压系统、气路控制系统、混合系统、吸入管汇及排出管汇系统、螺旋输送器系统、液体添加剂系统、干粉添加剂系统、仪表控制系统。
HSC16型混砂车的最大额定排量为15.9m3/min，工作环境温度为－40～500C。
该型混砂车配备微处理器控制系统，可以准确地对作业用液体添加剂、干粉添加剂及支撑剂等的加入速度和混合罐液面实施比例监测和自动控制。
2、整车主要性能参数
整车长：≤12,500 mm（500″）
整车宽：≤2,500 mm(100″)
整车高：≤4,100 mm(164″)
整车总质量：≤29,000 kg(63,800 lb)
最大排放压力：0.69 MPa (100 psi)
最大流量：16 m3/min (100 bpm) (介质为清水)
输砂能力：二个系统最大输入量为10,000 kg/min(22,000
lb/min)
1。
