小型混砂橇是油田增产作业的主要配套设备,也是压裂成套设备中核心设备之一。它的用途是将石英砂与胍胶液等液体按设定的砂浓度连续混配,按一定的排出流量泵送给施工压裂车。小型混砂橇主要由动力系统、供液系统、输砂系统、混合搅拌系统、排出系统、电气控制系统以及数据采集和显示系统等几大部分组成。其中,供液、输砂、混合搅拌和排出系统全部采用液压驱动,并通过传感器采集相应的负载信息,分别形成比例或闭环控制系统,进而使液压系统控制液压马达稳定运行的转速,确保充足的供液、比例恰当的输砂量、均匀的混合搅拌以及满足压力、流量要求的压裂用的混合液。本文主要对小型混砂橇液压控制系统进行设计和分析,其包括以下几个方面:(1)在对国内外混砂车发展现状及趋势的分析基础上,总结混砂车的使用特点,通过市场调研,重点分析小型混砂橇的功能、特点,以及运用液压系统控制的优点。(2)通过小型混砂橇的工作原理,分析其具备的特点,了解小型混砂橇的结构、组成,并根据小型混砂橇的特点介绍其用途。(3)根据小型混砂橇的使用要求,分析供液系统、输砂系统、混合搅拌系统以及排出系统各负载的受力情况和运动形式,通过对各系统负载特性的分析,完成液压传动系统的设计和计算,包括传动方案、主要元器件的选型以及参数的确定。(4)对小型混砂橇液压控制系统的控制特性进行分析,其结果表明:泵选择恒压变量泵、液压马达选择定量柱塞马达可以提高系统的稳定性;选择比例多路阀可以确定各负载的运行速度稳定并有利于精确调速;在系统中增加蓄能器可以有效地降低系统压力脉动。(5)运用WinCC软件对小型混砂橇液压控制系统进行仿真,从小型混砂橇的平稳运行可以判定其液压控制系统的稳定性。仿真分析的结果表明:系统具有良好的稳定性,比例调速精确度大大提高,并且蓄能器也能够很好地控制系统的压力脉动。经过对系统实施后的效果进行检验,系统已经完成了预定的功能。因此本文的研究工作具有一定的实际意义与应用价值。