NC5440TYL电驱压裂车的研制

发布时间：2021-07-15 14:31

　　根据页岩气开发的装备需求,并考虑以后成机组作业时的组网控制需求,研制了NC5440TYL电驱压裂车。整车将电气驱动装置、大功率电机和泵送设备集成于同一个重载底盘上,不仅减小了井场占地面积,而且避免了共模电压对电机定子绕组与轴承带来的危害,控制系统采用鲁棒理论实现对压裂泵的精准控制,诊断维护的自动化可缩短非正常停机时间、减轻工人劳动强度。对电驱压裂车的整体结构、减振技术以及变频驱动主电路拓朴结构、电驱装置的柜体防护设计等关键技术进行了研究,设计了视频网络监控系统和自动盘泵。现场应用中,泵送排量0.6～1.2 m³/min,工作压力64～81 MPa,平均输出功率955 kW,平均负载率51.2%,泵送单位体积液体的耗电量为19.42 kW·h/m³。NC5440TYL电驱压裂车不仅可降低施工成本,有良好的道路移运性能,而且提高了压裂作业效率,具有良好的推广应用前景。 

【文章来源】：石油机械. 2020,48(11)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

NC5440TYL电驱压裂车

NC5440TYL电驱压裂车电控系统由本地控制和远程控制两部分组成，系统结构框架如图2所示。控制系统采集各设备传感器数据后采用鲁棒理论对压裂泵精准控制，建立和实现了参数在线调整的神经网络控制，克服了井下压力波动、供液压力变化等干扰，利用非连续性参数映射确保不同排出压力、电流、功率在预估范围内相互联动，在全功率段内对上不影响电网运行，对下使电机在接近正弦波下运行;变频器采用直接转矩控制(DTC)算法，远控PC采用扭矩给定与转速给定相组合的控制策略，进行排量精确控制与排出压力变化率的相对控制，不仅实现了压裂车重载并车启动，而且压裂泵的输出可在一定程度上抑制井下压力的波动，克服泵与高压管汇之间的“水锤”效应。2.3 诊断维护自动化

NC5440TYL电驱压裂车底盘采用4桥重型底盘，对底盘车架在自由模态、约束模态和预应力状态下进行静力学分析，得出车架在约束模态的前4阶频率在0～30 Hz之间，如表1所示，而电机额定功率区间转速为502～1 000 r/min，电机激振频率为8.36～16.6 Hz，频率范围覆盖了约束模态下第2、3阶频率，易引起共振，影响过程如图3所示。为避开底盘车的低阶频率区间，通过安装高阻尼减振器，增加电机和减振器组成的悬挂系统固有频率，同时也对减振器进行半刚性处理，消耗振动能量，减少振动输出，这样经过底盘第2、3阶频率时振动就会大大减轻。3.2 变频驱动单元主电路拓扑结构

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3285889