[發明專利]液壓驅動式夾持的異型閥門爆破壓力測試方法

有效

• 申請號: 201810405666.3
• 申請日: 2018-04-29
• 公開（公告）號: CN108801575B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 梁桂海;李祚;王亮;曹海平;邢金濤;南斌;馬維強;杜立劍;李東東;呂文成;張振華
• 申請（專利權）人: 長慶石油勘探局技術監測中心
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

1.一種液壓驅動式夾持的異型閥門爆破壓力測試方法，該方法所采用的測試系統包括對被測異型閥門(51)進行夾持的液壓夾持裝置、與被測異型閥門(51)連接的快速接頭、對被測異型閥門(51)的爆破壓力進行測試的爆破壓力測試裝置和對所述液壓夾持裝置與所述爆破壓力測試裝置進行監控的監控裝置，所述爆破壓力測試裝置包括供液箱(30)、與供液箱(30)連接的供液管和設置在所述供液管上的加壓機構和與所述供液管的出口端連接的泄壓機構，所述加壓機構包括供氣機構、對所述供氣機構輸出的驅動氣壓力進行調節的氣泵比例調節閥(24)與回程調壓閥(23)、對所述供液管內的液壓進行加壓的第一氣動泵(37)與第二氣動泵(38)以及對所述第一氣動泵(37)與第二氣動泵(38)進行控制的氣動泵控制組件，所述氣動泵控制組件包括設置在第一氣動泵(37)的進氣口處的第一電磁閥(26)、設置在第一氣動泵(37)的出氣口處的第二電磁閥(50)、設置在第二氣動泵(38)的進氣口處的第三電磁閥(25)和設置在第二氣動泵(38)的出氣口處的第四電磁閥(41)，所述快速連接接頭包括第一快速接頭(49)、第二快速接頭(28)和備用快速接頭，所述供液管的出口端通過第一快速接頭(49)與被測異型閥門(51)的入口連接，所述泄壓機構包括與所述供液管的出口端連接的泄壓管、設置在所述泄壓管上的常開氣控閥(44)和對常開氣控閥(44)進行控制的第五電磁閥(43)；

所述液壓夾持裝置包括對被測異型閥門(51)夾持的液壓夾持機構，所述液壓夾持機構包括兩個對稱設置的液壓缸(2)和兩組分別設置在兩個所述液壓缸(2)上的夾持組件，每組所述夾持組件均包括多個一端能收縮或者伸出液壓缸(2)的夾持桿(4)，多個所述夾持桿(4)呈多排多列布設，所述液壓缸(2)通過供油管(15)與液壓油箱(6)連接，所述供油管上設置有油泵(8)、第六電磁閥(17)和液壓鎖(42)；

所述監控裝置包括微控制器(55)以及分別與微控制器(55)連接的參數設置單元(56)和報警器(57)，所述微控制器(55)的輸入端接有定時器(5)、夾緊力檢測單元(58)、對所述液壓缸(2)的供液壓力進行檢測的第一壓力檢測單元(14)、對所述供液管的出口端的壓力進行檢測的第二壓力檢測單元(48)，以及對供液箱(30)的液位進行檢測的第一液位檢測單元(31)和對液壓油箱(6)的液位進行檢測的第二液位檢測單元(9)，所述微控制器(55)的輸出端接有第一數顯表(18)、第二數顯表(47)和報警器(57)，所述第一電磁閥(26)、第二電磁閥(50)、第三電磁閥(25)、第四電磁閥(41)、第六電磁閥(17)、第五電磁閥(43)、油泵(8)、氣泵比例調節閥(24)和回程調壓閥(23)均由微控制器(55)進行控制，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、測試前準備工作：

步驟101、爆破壓力測試裝置的檢查：檢查所述液壓夾持裝置和所述爆破壓力測試裝置管路，確定所述液壓夾持裝置和所述爆破壓力測試裝置管路正常，上電初始化所述液壓夾持裝置、所述爆破壓力測試裝置和所述監控裝置，確定所述液壓夾持裝置、所述爆破壓力測試裝置和所述監控裝置各個部件正常；

步驟102、壓縮氣源的連接及測試溶液的添加：將0.7MPa的壓縮氣源與所述液壓油箱(6)連接，將供液源與供液箱(30)連接，向供液箱(30)中添加測試溶液，直至第一液位檢測單元(31)檢測的液位值滿足預先設定的液位設定值，將供油源與液壓油箱(6)連接，向液壓油箱(6)中添加液壓油，直至第二液位檢測單元(9)檢測的液位值滿足預先設定的液壓油液位設定值；

步驟二、異型閥門定義及確定異型閥門被夾持區域：

步驟201、異型閥門結構的定義：

異型閥門包括直通式閥門、異軸式閥門、角式閥門和三通式閥門，所述直通式閥門包括直通式a閥門、直通式b閥門和直通式c閥門，所述角式閥門包括角式a閥門、角式b閥門，所述三通式閥門包括三通式a閥門、三通式b閥門；

所述直通式a閥門由第一閥體(1-1)和一個設置在所述第一閥體(1-1)上的第一閥手柄(1-2)組成，所述第一閥體(1-1)的進口和所述第一閥體(1-1)的出口的中心線重合，所述第一閥體(1-1)具有兩個直通a平面(1-3)，且兩個所述直通a平面(1-3)為相對面，所述第一閥手柄(1-2)上設置有第一手輪；

所述直通式b閥門由第二閥體(2-1)、一個設置在所述第二閥體(2-1)上的第二閥手柄(2-2)和一個設置在所述第二閥體(2-1)上的排污部(2-4)組成，所述第二閥體(2-1)的進口和所述第二閥體(2-1)的出口的中心線重合，所述第二閥體(2-1)具有一個直通b平面(2-3)，所述第二閥手柄(2-2)上設置有正多面體(2-5)，所述第二閥手柄(2-2)上設置有第二手輪；

所述直通式c閥門由第三閥體(3-1)和一個設置在所述第三閥體(3-1)上的第三閥手柄(3-2)組成，所述第三閥體(3-1)的進口和所述第三閥體(3-1)的出口的中心線重合，所述第三閥體(3-1)表面為弧形面(3-3)，所述第三閥體(3-1)上設置有第三手輪；

所述異軸式閥門由第四閥體(4-1)和兩個設置在所述第四閥體(4-1)上的第四閥手柄(4-2)組成，所述第四閥體(4-1)的進口和所述第四閥體(4-1)的出口的中心線呈上下平行布設，所述第四閥體(4-1)具有兩個異軸平面(4-3)，且兩個所述異軸平面(4-3)為相對面，所述第四閥體(4-1)上設置有第四手輪；

所述角式a閥門由第五閥體(5-1)和一個設置在所述第五閥體(5-1)上的第五閥手柄(5-2)組成，所述第五閥體(5-1)的進口和所述第五閥體(5-1)的出口的中心線呈垂直布設，所述第五閥體(5-1)具有兩個角式平面(5-3)，且兩個所述角式平面(5-3)為相對面，所述第五閥體(5-1)上設置有第五手輪；

所述角式b閥門由第六閥體(6-1)和兩個設置在所述第六閥體(6-1)上的第六閥手柄(6-2)組成，所述第六閥體(6-1)的進口和所述第六閥體(6-1)的出口的中心線呈垂直布設，所述第六閥手柄(6-2)上設置有第六手輪和角式弧形部(6-3)；

所述三通式a閥門由第七閥體(7-1)和一個設置在所述第七閥體(7-1)上的第七閥手柄(7-2)組成，所述第七閥體(7-1)的進口和第七閥體(7-1)的出口位于同一平面上，所述第七閥體(7-1)具有兩個三通式a平面(7-3)，且兩個所述三通式a平面(7-3)為相對面，所述第七閥手柄(7-2)上設置有第七手輪；

所述三通式b閥門由第八閥體(8-1)和一個設置在所述第八閥體(8-1)上的第八閥手柄(8-2)組成，所述第八閥體(8-1)的進口和第八閥體(8-1)的出口不處于同一平面上，所述第八閥體(8-1)具有兩個三通式b平面(8-3)，且兩個所述三通式b平面(8-4)為相鄰面，第八閥手柄(8-2)上設置有第八手輪和三通弧形部(8-3)；

步驟202、異型閥門被夾持區域的確定：

根據步驟201異型閥門結構的定義，對被測異型閥門(51)進行判斷：

當被測異型閥門(51)屬于直通式a閥門時，將兩個所述直通a平面(1-3)作為被夾持區域；

當被測異型閥門(51)屬于直通式b閥門時，將正多面體(2-5)的兩個相對面作為被夾持區域；

當被測異型閥門(51)屬于直通式c閥門時，將所述弧形面(3-3)作為被夾持區域；

當被測異型閥門(51)屬于異軸式閥門時，將兩個所述異軸平面(4-3)作為被夾持區域；

當被測異型閥門(51)屬于角式a閥門時，將兩個所述角式平面(5-3)作為被夾持區域；

當被測異型閥門(51)屬于角式b閥門時，將所述角式弧形部(6-3)的弧形面作為被夾持區域；

當被測異型閥門(51)屬于三通式a閥門時，將所述兩個三通式a平面(7-3)作為被夾持區域；

當被測異型閥門(51)屬于三通式b閥門時，將所述三通弧形部(8-3)的弧形面作為被夾持區域；

步驟三、確定與被夾持區域接觸的夾持桿的數量：

步驟301、通過參數設置單元(56)設定液壓缸壓力測試值至微控制器(55)，將被測異型閥門(51)放置在兩個液壓缸(2)之間，通過微控制器(55)控制第六電磁閥(17)通電，再通過微控制器(55)控制油泵(8)工作調節供油管(15)內的液壓，且使供油管(15)內的液壓油壓力等于液壓缸壓力測試值，通過供油管(15)向液壓缸(2)的無桿腔進氣，液壓缸(2)中的夾持桿(4)伸長，N個所述夾持桿(4)與被測異型閥門(51)中所述被夾持區域的一側面相接觸，則得到與所述被夾持區域接觸的夾持桿(4)的數量為N，N為正整數，且N不大于夾持桿(4)的總數；其中，所述被夾持區域的另一側面與N個所述夾持桿(4)相接觸；

步驟302、通過微控制器(55)控制第六電磁閥(17)斷電，再通過微控制器(55)控制油泵(8)停止工作，并將與所述被夾持區域接觸的夾持桿(4)的數量N通過參數設置單元(56)輸入至微控制器(55)；

步驟四、異型閥門的夾持及快速接頭的連接：

步驟401、設定被測異型閥門(51)的液動夾緊力設定值，并將被測異型閥門(51)的液動夾緊力設定值記作F_ys；

步驟402、微控制器(55)根據公式得到液壓壓力設定值P_ys，之后，通過微控制器(55)設定液壓壓力設定值P_ys；其中，D表示液壓缸(2)中每個夾持桿(4)的直徑；

步驟403、將被測異型閥門(51)放置在兩個液壓缸(2)之間，通過微控制器(55)控制第六電磁閥(17)通電，再通過微控制器(55)控制油泵(8)工作調節供油管(15)內的液壓，且使供油管(15)內的液壓油壓力等于液動夾緊力設定值，通過供油管(15)向液壓缸(2)的無桿腔進氣，液壓缸(2)中的夾持桿(4)伸長，被測異型閥門(51)被夾持，且對液壓鎖(42)進行閉鎖操作；

步驟404、將所述快速接頭與被測異型閥門(51)的入口和出口連接；

步驟五、判斷對被測異型閥門的夾持是否穩定：

步驟501、在被測異型閥門(51)中所述被夾持區域被夾持的過程中，夾緊力檢測單元(58)對夾持桿(4)夾持所述被夾持區域時的夾緊力進行采集，并將采集到的夾緊力檢測值F_c發送至微控制器(55)；

步驟502、微控制器(55)按照采集時間先后順序對接收到的夾緊力檢測值F_c與液動夾緊力設定值F_ys進行比較，當夾緊力檢測值F_c與液動夾緊力設定值F_ys滿足|F_ys-F_c|≤α時，執行步驟503；否則，執行步驟504；

步驟503、重復步驟501至步驟502，直至達到定時器(5)預先設定的夾持時間，說明對被測異型閥門(51)的夾持穩定；

步驟504、微控制器(55)控制報警器(57)報警提醒，對液壓鎖(42)進行開鎖操作，再通過微控制器(55)控制油泵(8)調節供油管(15)內的液壓，以使對被測異型閥門(51)的夾持穩定；

步驟六、異型閥門的爆破壓力的測試：

步驟601、微控制器(55)控制氣泵比例調節閥(24)和回程調壓閥(23)調節驅動氣壓力，之后，微控制器(55)控制第一電磁閥(26)和第二電磁閥(50)往復通電，所述供氣機構為第一氣動泵(37)提供驅動氣，使第一氣動泵(37)啟動，快速使被測異型閥門(51)內充滿水；

步驟602、微控制器(55)控制第一電磁閥(26)和第二電磁閥(50)均斷電，第一氣動泵(37)停止工作，微控制器(55)控制氣泵比例調節閥(24)和回程調壓閥(23)調節驅動氣壓力，之后，微控制器(55)控制第三電磁閥(25)和第四電磁閥(41)往復通電，所述供氣機構為第二氣動泵(38)提供驅動氣，使第二氣動泵(38)啟動；

步驟603、微控制器(55)通過氣泵比例調節閥(24)和回程調壓閥(23)調節驅動氣壓力上升，使第二氣動泵(38)的出口壓力持續恒速上升，以使所述供液管的出口端的壓力持續恒速上升；在所述供液管的出口端的壓力持續恒速上升的過程中，第二壓力檢測單元(48)對所述供液管的出口端的壓力進行實時檢測，并將檢測到的所述供液管的出口端的壓力發送至微控制器(55)；

步驟604、當所述供液管的出口端的壓力上升至被測異型閥門(51)發生爆破時，通過第二壓力檢測單元(48)獲取被測異型閥門(51)的爆破壓力，并將被測異型閥門(51)的爆破壓力發送至微控制器(55)；同時，微控制器(55)控制第三電磁閥(25)和第四電磁閥(41)均斷電，第一氣動泵(37)停止工作；

步驟605、微控制器(55)控制第五電磁閥(43)通電，常開氣控閥(44)閉合開始泄壓；

步驟七、異型閥門的拆卸：將所述快速接頭拆卸，通過微控制器(55)控制第六電磁閥(17)斷開，向液壓缸(2)的有桿腔進氣，液壓缸(2)中的夾持桿(4)收縮，將測試完畢后的被測異型閥門(51)拆卸；

步驟502中夾緊力檢測值與液動夾緊力設定值的偏差α的取值范圍為1～2。