[發(fā)明專利]氣壓驅(qū)動(dòng)式夾持的異型閥門爆破壓力測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810405674.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN108548665B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁桂海;李祚;王亮;馬維強(qiáng);陳剛;邢金濤;杜立劍;顧濤;王春彥;李東東;呂文成;張振華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長慶石油勘探局技術(shù)監(jiān)測(cè)中心
• 主分類號(hào): G01M13/003
• 分類號(hào): G01M13/003;G01N3/12;G01N3/04
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

1.一種氣壓驅(qū)動(dòng)式夾持的異型閥門爆破壓力測(cè)試方法，該方法采用的測(cè)試系統(tǒng)包括對(duì)被測(cè)異型閥門(51)進(jìn)行夾持的氣壓驅(qū)動(dòng)式夾持裝置、與被測(cè)異型閥門(51)連接的快速接頭、對(duì)被測(cè)異型閥門(51)的爆破壓力進(jìn)行測(cè)試的爆破壓力測(cè)試裝置和對(duì)所述氣壓驅(qū)動(dòng)式夾持裝置與所述爆破壓力測(cè)試裝置進(jìn)行監(jiān)控的監(jiān)控裝置，所述爆破壓力測(cè)試裝置包括供水箱(30)、與供水箱(30)連接的供液管和設(shè)置在所述供液管上的加壓機(jī)構(gòu)和與所述供液管的出口端連接的泄壓機(jī)構(gòu)，所述加壓機(jī)構(gòu)包括供氣機(jī)構(gòu)、對(duì)所述供氣機(jī)構(gòu)輸出的驅(qū)動(dòng)氣壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)的氣泵比例調(diào)壓閥(24)與回程調(diào)壓閥(23)、對(duì)所述供液管內(nèi)的液壓進(jìn)行加壓的第一氣動(dòng)泵(37)與第二氣動(dòng)泵(38)以及對(duì)所述第一氣動(dòng)泵(37)與第二氣動(dòng)泵(38)進(jìn)行控制的氣動(dòng)泵控制組件，所述氣動(dòng)泵控制組件包括設(shè)置在第一氣動(dòng)泵(37)的進(jìn)氣口處的第一電磁閥(26)、設(shè)置在第一氣動(dòng)泵(37)的出氣口處的第二電磁閥(50)、設(shè)置在第二氣動(dòng)泵(38)的進(jìn)氣口處的第三電磁閥(25)和設(shè)置在第二氣動(dòng)泵(38)的出氣口處的第四電磁閥(41)，所述快速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與第一快速接頭(49)連接，所述泄壓機(jī)構(gòu)包括與所述供液管的出口端連接的泄壓管、設(shè)置在所述泄壓管上的常開氣控閥(44)和對(duì)常開氣控閥(44)進(jìn)行控制的第五電磁閥(43)；

所述氣壓驅(qū)動(dòng)式夾持裝置包括氣壓夾持機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)所述氣壓夾持機(jī)構(gòu)對(duì)被測(cè)異型閥門(51)夾持的氣壓夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述氣壓夾持驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為夾持氣缸，所述夾持氣缸包括缸體(2)和一端伸出缸體(2)的活塞桿(4)，所述夾持機(jī)構(gòu)包括與缸體(2)固定連接的固定夾持板(3)、套裝在活塞桿(4)的一端且能靠近或者遠(yuǎn)離固定夾持板(3)的移動(dòng)夾持板(5)，所述缸體(2)通過供氣管(15)與第一壓縮氣接口(6)連接，所述供氣管(15)上設(shè)置有氣缸比例調(diào)節(jié)閥(8)和第六電磁閥(17)；

所述監(jiān)控裝置包括微控制器(42)以及分別與微控制器(42)連接的參數(shù)設(shè)置單元(45)，所述微控制器(42)的輸入端接有定時(shí)器(54)、夾緊力檢測(cè)單元(53)、對(duì)供氣管(15)內(nèi)的供氣壓力進(jìn)行檢測(cè)的第一壓力檢測(cè)單元(14)、對(duì)所述供液管的出口端的壓力進(jìn)行檢測(cè)的第二壓力檢測(cè)單元(48)，以及對(duì)供水箱(30)的液位進(jìn)行檢測(cè)的液位檢測(cè)單元(31)，所述微控制器(42)的輸出端接有第一數(shù)顯表(18)、第二數(shù)顯表(47)和報(bào)警器(52)，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)、氣缸比例調(diào)節(jié)閥(8)、氣泵比例調(diào)壓閥(24)和回程調(diào)壓閥(23)均由微控制器(42)進(jìn)行控制，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、測(cè)試前準(zhǔn)備工作：

步驟101、爆破壓力測(cè)試裝置的檢查：檢查所述氣壓驅(qū)動(dòng)式夾持裝置和所述爆破壓力測(cè)試裝置管路，確定所述氣壓驅(qū)動(dòng)式夾持裝置和所述爆破壓力測(cè)試裝置管路正常，上電初始化所述氣壓驅(qū)動(dòng)式夾持裝置、所述爆破壓力測(cè)試裝置和所述監(jiān)控裝置，確定所述氣壓驅(qū)動(dòng)式夾持裝置、所述爆破壓力測(cè)試裝置和所述監(jiān)控裝置各個(gè)部件正常；

步驟102、壓縮氣源的連接及測(cè)試水的添加：將0.7MPa的壓縮氣源與所述第一壓縮氣接口(6)連接，將供水源與供水箱(30)連接，向供水箱(30)中添加測(cè)試水，直至液位檢測(cè)單元(31)檢測(cè)的液位值滿足預(yù)先設(shè)定的液位設(shè)定值；

步驟二、異型閥門定義及確定異型閥門被夾持區(qū)域：

步驟201、異型閥門結(jié)構(gòu)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(gè)設(shè)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(jìn)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(gè)直通a平面(1-3)，且兩個(gè)所述直通a平面(1-3)為相對(duì)面，所述第一閥手柄(1-2)上設(shè)置有第一手輪；

所述直通式b閥門由第二閥體(2-1)、一個(gè)設(shè)置在所述第二閥體(2-1)上的第二閥手柄(2-2)和一個(gè)設(shè)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(jìn)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(gè)直通b平面(2-3)，所述第二閥手柄(2-2)上設(shè)置有正多面體(2-5)，所述第二閥手柄(2-2)上設(shè)置有第二手輪；

所述直通式c閥門由第三閥體(3-1)和一個(gè)設(shè)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(jìn)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(shè)置有第三手輪；

所述異軸式閥門由第四閥體(4-1)和兩個(gè)設(shè)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(jìn)口和所述第四閥體(4-1)的出口的中心線呈上下平行布設(shè)，所述第四閥體(4-1)具有兩個(gè)異軸平面(4-3)，且兩個(gè)所述異軸平面(4-3)為相對(duì)面，所述第四閥體(4-1)上設(shè)置有第四手輪；

所述角式a閥門由第五閥體(5-1)和一個(gè)設(shè)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(jìn)口和所述第五閥體(5-1)的出口的中心線呈垂直布設(shè)，所述第五閥體(5-1)具有兩個(gè)角式平面(5-3)，且兩個(gè)所述角式平面(5-3)為相對(duì)面，所述第五閥體(5-1)上設(shè)置有第五手輪；

所述角式b閥門由第六閥體(6-1)和兩個(gè)設(shè)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(jìn)口和所述第六閥體(6-1)的出口的中心線呈垂直布設(shè)，所述第六閥手柄(6-2)上設(shè)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(gè)設(shè)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(jìn)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(gè)三通式a平面(7-3)，且兩個(gè)所述三通式平面(7-3)為相對(duì)面，所述第七閥手柄(7-2)上設(shè)置有第七手輪；

所述三通式b閥門由第八閥體(8-1)和一個(gè)設(shè)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(jìn)口和第八閥體(8-1)的出口不位于同一平面上，所述第八閥體(8-1)具有兩個(gè)三通式b平面(8-4)，且兩個(gè)所述三通式b平面(8-4)為相鄰面，第八閥手柄(8-2)上設(shè)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(qū)域的確定：

根據(jù)步驟201異型閥門結(jié)構(gòu)的定義，對(duì)被測(cè)異型閥門進(jìn)行判斷：

當(dāng)被測(cè)異型閥門屬于直通式a閥門時(shí)，將兩個(gè)所述直通a平面(1-3)作為被夾持區(qū)域；

當(dāng)被測(cè)異型閥門屬于直通式b閥門時(shí)，將正多面體(2-5)的兩個(gè)相對(duì)面作為被夾持區(qū)域；

當(dāng)被測(cè)異型閥門屬于直通式c閥門時(shí)，將所述弧形面(3-3)作為被夾持區(qū)域；

當(dāng)被測(cè)異型閥門屬于異軸式閥門時(shí)，將兩個(gè)所述異軸平面(4-3)作為被夾持區(qū)域；

當(dāng)被測(cè)異型閥門屬于角式a閥門時(shí)，將兩個(gè)所述角式平面(5-3)作為被夾持區(qū)域；

當(dāng)被測(cè)異型閥門屬于角式b閥門時(shí)，將所述角式弧形部(6-3)的弧形面作為被夾持區(qū)域；

當(dāng)被測(cè)異型閥門屬于三通式a閥門時(shí)，將所述兩個(gè)三通式a平面(7-3)作為被夾持區(qū)域；

當(dāng)被測(cè)異型閥門屬于三通式b閥門時(shí)，將所述三通弧形部(8-3)的弧形面作為被夾持區(qū)域；

步驟三、異型閥門的夾持及快速接頭的連接：

步驟301、設(shè)定被測(cè)異型閥門(51)的氣動(dòng)夾緊力設(shè)定值，并將被測(cè)異型閥門(51)的氣動(dòng)夾緊力設(shè)定值記作F_qs；

步驟302、微控制器(42)根據(jù)公式得到氣缸壓力設(shè)定值P_qs，之后，通過參數(shù)設(shè)置單元(45)輸入氣缸壓力設(shè)定值P_qs至微控制器(42)；其中，R表示缸體(2)的缸徑，r表示活塞桿(4)的桿徑；

步驟303、將被測(cè)異型閥門(51)中所述被夾持區(qū)域的一側(cè)與固定夾持板(3)相接觸，通過微控制器(42)控制第六電磁閥(17)通電，再通過微控制器(42)控制氣缸比例調(diào)節(jié)閥(8)調(diào)節(jié)供氣管(15)內(nèi)的氣壓至氣缸壓力設(shè)定值P_qs，通過供氣管(15)向缸體(2)的有桿腔進(jìn)氣，缸體(2)中的活塞桿(4)收縮，活塞桿(4)收縮拉動(dòng)移動(dòng)夾持板(5)沿水平方向朝向固定夾持板(3)移動(dòng)，使移動(dòng)夾持板(5)與被測(cè)異型閥門(51)中所述被夾持區(qū)域的另一側(cè)相接觸，被測(cè)異型閥門(51)被夾持；

步驟304、將所述快速接頭與被測(cè)異型閥門(51)的入口和出口連接；

步驟四、判斷對(duì)被測(cè)異型閥門的夾持是否穩(wěn)定：

步驟401、在被測(cè)異型閥門(51)中所述被夾持區(qū)域被夾持的過程中，夾緊力檢測(cè)單元(53)對(duì)移動(dòng)夾持板(5)夾持所述被夾持區(qū)域時(shí)的夾緊力進(jìn)行采集，并將采集到的夾緊力檢測(cè)值F_c發(fā)送至微控制器(42)；

步驟402、微控制器(42)按照采集時(shí)間先后順序?qū)邮盏降膴A緊力檢測(cè)值F_c與氣動(dòng)夾緊力設(shè)定值F_qs進(jìn)行比較，當(dāng)夾緊力檢測(cè)值F_c與氣動(dòng)夾緊力設(shè)定值F_qs滿足|F_qs-F_c|≤α?xí)r，執(zhí)行步驟403；否則，執(zhí)行步驟404；

步驟403、重復(fù)步驟401至步驟402，直至達(dá)到定時(shí)器(54)預(yù)先設(shè)定的夾持時(shí)間，說明所述氣壓夾持機(jī)構(gòu)對(duì)被測(cè)異型閥門(51)的夾持穩(wěn)定；

步驟404、微控制器(42)控制報(bào)警器(52)報(bào)警提醒，通過微控制器(42)控制氣缸比例調(diào)節(jié)閥(8)調(diào)節(jié)供氣管(15)內(nèi)的氣壓，以使對(duì)被測(cè)異型閥門(51)的夾持穩(wěn)定；

步驟五、異型閥門的爆破壓力的測(cè)試：所述氣壓夾持機(jī)構(gòu)對(duì)被測(cè)異型閥門(51)的夾持穩(wěn)定之后，對(duì)被測(cè)異型閥門(51)的爆破壓力的測(cè)試，具體過程如下：

步驟501、微控制器(42)控制氣泵比例調(diào)壓閥(24)和回程調(diào)壓閥(23)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)氣壓力，之后，微控制器(42)控制第一電磁閥(26)和第二電磁閥(50)往復(fù)通電，通過所述供氣機(jī)構(gòu)為第一氣動(dòng)泵(37)提供驅(qū)動(dòng)氣，使第一氣動(dòng)泵(37)啟動(dòng)快速以使被測(cè)異型閥門(51)內(nèi)充滿水；

步驟502、微控制器(42)控制第一電磁閥(26)和第二電磁閥(50)均斷電，第一氣動(dòng)泵(37)停止工作，微控制器(42)控制氣泵比例調(diào)壓閥(24)和回程調(diào)壓閥(23)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)氣壓力，之后，微控制器(42)控制第三電磁閥(25)和第四電磁閥(41)往復(fù)通電，通過所述供氣機(jī)構(gòu)為第二氣動(dòng)泵(38)提供驅(qū)動(dòng)氣，使第二氣動(dòng)泵(38)啟動(dòng)；

步驟503、微控制器(42)控制氣泵比例調(diào)壓閥(24)和回程調(diào)壓閥(23)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)氣壓力上升，使第二氣動(dòng)泵(38)的出口壓力持續(xù)恒速上升，以使所述供液管的出口端的壓力持續(xù)恒速上升，在所述供液管的出口端的壓力持續(xù)恒速上升的過程中，第二壓力檢測(cè)單元(48)對(duì)所述供液管的出口端的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將檢測(cè)到的所述供液管的出口端的壓力發(fā)送至微控制器(42)；

步驟504、當(dāng)所述供液管的出口端的壓力上升至被測(cè)異型閥門(51)發(fā)生爆破時(shí)，通過第二壓力檢測(cè)單元(48)獲取被測(cè)異型閥門(51)的爆破壓力，并將被測(cè)異型閥門(51)的爆破壓力發(fā)送至微控制器(42)；同時(shí)，微控制器(42)控制第三電磁閥(25)和第四電磁閥(41)均斷電，第二氣動(dòng)泵(38)停止工作；

步驟505、微控制器(42)控制第五電磁閥(43)通電，常開氣控閥(44)閉合開始泄壓；

步驟六、異型閥門的拆卸：將所述快速接頭拆卸，通過微控制器(42) 控制第六電磁閥(17)打開，向缸體(2)的無桿腔進(jìn)氣，缸體(2)中的活塞桿(4)伸長，活塞桿(4)伸長推動(dòng)移動(dòng)夾持板(5)沿水平方向向遠(yuǎn)離固定夾持板(3)移動(dòng)，將測(cè)試完畢后的被測(cè)異型閥門(51)拆卸；

步驟402中夾緊力檢測(cè)值與氣動(dòng)夾緊力設(shè)定值的偏差α的取值范圍為1～2。