[发明专利]具有抑制由变频驱动器引起的谐波的电路的液力压裂系统

说明书

提供了一种用于液力压裂的系统。该系统可以包含移动式液力压裂子系统，该移动式液力压裂子系统包括电联接至发电机(50)的变频驱动器(VFD)(12)。电动马达(14)由VFD(12)驱动。谐波抑制电路(16)配置为抑制由VFD(12)引起的谐波失真。液力泵(20)由马达(14)驱动以输送加压压裂流体。VFD(12)、谐波抑制电路(16)、马达(14)和液力泵(20)可以布置在移动式平台(24)上，使得这样布置的子系统可以从一个物理位置运输到另一物理位置。在某些公开的实施方式中，液力压裂子系统可以配装在移动式平台(24)上，该移动式平台(24)的尺寸和重量不受要求有许可证和/或由押运车陪同以在公共高速公路、比如在美国和/或加拿大的公共高速公路上行驶的法律或法规的约束。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年4月26日提交的美国临时申请62/839,104的权益，该美国临时申请通过参引并入本文。

背景技术

1.技术领域

所公开的实施方式总体上涉及液力压裂领域，比如与石油和天然气应用结合使用的液力压裂领域，并且更特别地涉及液力压裂系统，以及甚至更特别地涉及包括用以抑制由变频驱动引起的谐波失真的电路的系统。

2.相关技术的描述

液力压裂是用于促进油气井的生产的过程。液力压裂通常涉及将高压流体混合物在高压下泵送穿过井筒从而进入地质层组，高压流体混合物可以包括颗粒物/支撑剂和可选的化学品。在高压流体混合物进入层组时，该流体使层组破裂并产生裂缝。在流体压力从井筒和层组中释放时，裂纹或裂缝下陷，但通过流体混合物中携带的颗粒物/支撑剂至少部分地保持打开。使裂纹保持打开允许从层组中提取石油和天然气。

某些已知的液力压裂系统可以使用大型柴油发动机驱动式泵以对正被注入到井筒和层组中的流体混合物加压。这些大型柴油发动机驱动式泵由于其尺寸和重量可能难以从一个地点运输至另一地点，而且在可能不容易获得铺面道路和机动空间的偏远且未开发的井场，至少同样难以移动或定位。此外，这些大型柴油发动机驱动的泵需要大型燃料储存罐，所述燃料储存罐也必须运输至井场。涉及柴油发动机驱动式泵的系统的另一缺点是柴油发动机的繁琐的维护要求，这些维护要求通常涉及大约每300至400小时就进行重大维护操作，由此导致发动机大约每2至3周定期停机。此外，涉及柴油发动机驱动式泵的现有技术移动式系统的功率与重量比往往相对较低。

为了尝试减少柴油发动机驱动的压裂泵系统所涉及的一些困难，已经提出了某些电驱动的液力压裂系统。对于涉及电动液力系统的方法的示例，请参阅国际公开WO 2018/071738 A1。

发明内容

一个公开的实施方式涉及一种用于液力压裂的系统，该系统可以包含移动式液力压裂子系统，该移动式液力压裂子系统包括可以电联接成接收来自发电机的交流电的变频驱动器(VFD)。电动马达由VFD电驱动。谐波抑制电路配置为抑制由VFD引起的谐波失真。液力泵由电动马达驱动以输送加压压裂流体。VFD、谐波抑制电路、电动马达和液力泵可以布置在移动式平台上，使得这样布置的子系统可以从一个物理位置运输至另一物理位置。

附图说明

图1图示了所公开的系统的一种非限制性实施方式的框图，该系统可以包含移动式液力压裂子系统，该移动式液力压裂子系统包括用以抑制比如可能由VFD产生的谐波失真的电路，并且该系统还可以包含动力产生子系统、移动式子系统或者其他子系统。

图2图示了可以在所公开的移动式液力压裂子系统中使用的电路的一种非限制性示例的框图，并且非限制性地，该电路可以包含联接至呈线路电抗器以及其他滤波机制形式的谐波抑制电路的六脉冲VFD。

图3图示了可以可选地在所公开的移动式液力压裂子系统中使用的其他电路的另一非限制性示例的框图，并且该电路可以包含联接至呈稳压接地基准(VSGR)电路形式的谐波抑制电路的VFD。