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作者：刘波;
单位：北京天玛智控科技股份有限公司;
摘要：分析指出目前煤矿井下水力压裂技术面临压裂泵输出压力和流量无法快速精确调节、远程安全监控效果及自动化水平有待提高等难题。设计了一种煤矿井下水力压裂自动控制系统。根据煤矿井下水力压裂工艺及系统构成，明确了控制系统关键技术为高压大流量压裂泵输出流量和压力的快速精确调节，远程高可靠性安全、高速实时监控，一键启停及图形化分析等。以KXH12本安型控制器为核心，搭配变频器、组合开关、监控主机、电动开度球阀等设备，以及光纤加CAN总线的双线冗余通信方案，研发了控制系统硬件，并编制了压裂泵控制器、水箱控制器及中央控制器软件，实现了压裂系统快速变流量注水、稳定保压及远程高速实时监控和报警等功能。在煤矿现场对水力压裂自动控制系统进行工业性试验，结果表明该系统压力控制精度为0.1 MPa，流量控制精度为0.1 m~3/h，在连续完成14次压裂过程中，每次煤岩层开裂后均能实现较好的保压效果，且操作简单，安全性高，满足煤矿井下水力压裂工艺要求。
关键词：矿井水力压裂;压裂流量控制;压裂压力控制;远程自动控制;变频电力驱动
基金资助：山东省重大科技创新工程项目（2020CXGC011501）
