水力压裂装备无线交互网络控制系统技术领域
本实用新型属于油田水力压裂设备领域，涉及一种水力压裂装备无线交互网络控
制系统。
背景技术
页岩油气水力压裂施工是一个复杂的系统工程，需要配备压裂车、混砂车等相关
设备。混配车在线混配的压裂液经过混砂车加砂混合后供给压裂车吸入端；压裂车高压泵
加压后的压裂液经排出端在高压管汇汇合；汇合后的压裂液经过高压管线进入井口，沿着
井筒进入地层进行造缝，改造地层导流能力。其中，压裂车、高压管汇、高压管线等区域属于
高压区，在压裂施工过程中禁止人员靠近。因此，为了掌握设备运转情况，了解设备性能参
数，保障压裂施工顺利进行，压裂车操作和高压管汇的阀门需要在高压区外控制，这就要求
设备自身携带的控制模块可以与仪表车用户控制系统进行实时交互通信。通常情况下有线
连接在国内广泛使用，但有线连接具有许多不足之处：需要大量线缆，成本较高；线缆长短
与井场大小息息相关；线缆被拉拽着穿过井场，地面尖锐物体或泥土会导致线缆断裂或损
伤；选择正确的布线方式会耗费大量的时间、人力、物力。
位于安全区域的施工人员与压裂设备控制模块的交互通信是减少或减轻安全风
险的关键。为了保护员工人身安全，员工禁止进入高压区。通常应用的有线连接是将压裂设
备控制模块用昂贵的线缆连接到位于安全区域的仪表车的交换机和数据采集箱，此方法成
本高、线缆易损坏、操作困难。
发明内容
本实用新型技术通过采用无线网络方式可以解决这些不足之处，使得压裂机组容
易控制。本实用新型技术提供了一种水力压裂装备无线交互网络控制系统，用以获取压裂
设备的实时数据，压裂机组之间的通信需要满足一定的规则：仪表车服务器作为控制信号
发出和接收处理的大脑，控制泵车的运行，实时记录、分析施工参数；混砂车在本系统中作
为信号中转站，混砂车通过有线连接接收仪表车控制信号，再通过无线电收发器将控制信
号传给压裂车，并且将压裂车无线电收发器发出的实时数据汇总至仪表车；压裂车作为控
制信号接收者，按照仪表车控制信号运行，并将运行参数反馈给混砂车。本实用新型技术可
以减少昂贵线缆的用量，避免施工人员进入不安全的高压区检查设备运转情况，简化操作
流程。
本实用新型的技术方案如下。水力压裂装备无线交互网络控制系统，包括以下组
成部分：仪表车数据采集箱，仪表车以太网交换机，混砂车主以太网交换机；所述仪表车数
据采集箱、混砂车主以太网交换机、仪表车以太网交换机通过数据线相连；混砂车与压裂车
上安装无线电收发器，混砂车与压裂车采用无线电通讯网络交互通信。
进一步地，还包括混砂车备用以太网交换机，与所述仪表车数据采集箱、混砂车主
以太网交换机、仪表车以太网交换机通过数据线相连。
本实用新型技术用无线电通讯网络来代替压裂设备控制模块与仪表车用户控制
系统之间的有线连接。只需用三个以太网交换机和一些无线电收发器就可以减少95％以上
的线缆用量，压裂施工过程中用线缆将仪表车中的仪表车数据采集箱与混砂车上的主以太
网交换机、备用以太网交换机、仪表车以太网交换机连接，两个混砂车之间的以太网交换机
也要用线缆连接，混砂车与压裂车上安装无线电收发器，采用无线电通讯网络交互通信。为
便于主以太网交换机与压裂车上安装的无线电收发器发送、接收数据，就要求无线电通讯
网络必需强度大、稳定性好，可以充分有效的在压裂设备控制模块与仪表车用户控制系统
之间接收与发送数据。有线连接的部分是全双工通信方式，而无线连接的部分是半双工通
信方式。压裂车输出到混砂车的参数包括温度、压力、转速；输入到压裂车的参数包含油门、
档位。
本实用新型技术提供的水力压裂装备无线交互网络控制系统，是适用于压裂机组
的一种新型交互通讯、数据采集、设备控制方式，降低了施工人员的安全风险，减少了线缆
的用量，降低了成本，简化了操作流程，避免了不必要的人身伤害。
附图说明
附图是本实用新型的水力压裂无线通信传输系统示意图。
附图标记：1-仪表车数据采集箱，2-混砂车主以太网交换机，3-混砂车备用以太网
交换机，4-无线电收发器，5-仪表车以太网交换机，6-压裂车，7-数据线。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
水力压裂装备无线交互网络控制系统，包括以下组成部分：仪表车数据采集箱1；
混砂车主以太网交换机2；混砂车备用以太网交换机3；无线电收发器4；仪表车以太网交换
机5；压裂车6和数据线7。压裂施工过程中用线缆7将仪表车中的仪表车数据采集箱1与混砂
车上的主以太网交换机2、备用以太网交换机3、仪表车以太网交换机5连接，两个混砂车之
间的以太网交换机2也要用线缆连接，混砂车与压裂车上安装无线电收发器4，采用无线电
通讯网络交互通信。有线连接的部分是全双工通信方式，而无线连接的部分是半双工通信
方式。压裂车输出到混砂车的参数包括温度、压力、转速；输入到压裂车的参数包含油门、档
位。