CN104110368A - 高压液氮泵设备测试装置 - Google Patents

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CN104110368A CN201410304640.1A CN201410304640A CN104110368A CN 104110368 A CN104110368 A CN 104110368A CN 201410304640 A CN201410304640 A CN 201410304640A CN 104110368 A CN104110368 A CN 104110368A
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张淑芬
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Abstract

本发明涉及机械装置测试领域,具体涉及高压液氮泵设备测试装置,包括依此相连的泵设备测试单元、阻尼装置单元和调节单元,其特征在于所述泵设备测试单元包括依次相连的液氮罐、液氮泵、第一单向阀、第一压力传感器。本发明操作简单,测试精确,实现了液体压力加载向气体压力加载的转换,克服了对气体实施压力加载而带来的困难,降低了安全风险。

Description

高压液氮泵设备测试装置
技术领域
[0001] 本发明涉及机械装置测试领域,具体涉及高压液氮泵设备测试装置。 技术背景
[0002] 氮气泡沫压裂是在水力压裂技术基础上发展起来的新技术,特别适用于油气田及 煤层气开发过程中对低压、低渗和水敏感性地层的改造。在煤层气氮驱开发技术领域也有 广泛应用。现有的氮气泡沫压裂泵设备的整机测试技术还不成熟,试验装置还不完善,尤其 是液氮泵的测试需要一套完整的测试装置。目前国内的测试装置只能满足低压、小排量的 液氮泵设备整机测试与试验需要,而氮气泡沫压裂使用的液氮泵设备具有大功率、大排量、 高排出压力等特点。这种设备的测试与低压、小排量的液氮泵设备的测试与试验相比,在安 全风险方面有本质的不同,主要区别是:小排量液氮泵排出压力可以采用在完备安全防护 下直接通过闸门调节的加载方式完成,试验过程中的数据采集与分析也可以直接获取。但 对于高压、大排量的液氮泵设备测试与试验,若采用上述直接加载方式,则需要很大的压力 调节阀才能实现排出压力调节,技术上很难实现。另一方面,对高压、大排量气体直接进行 压力调节,调节与监测安全风险也高,造成测试与试验过程中安全风险也很高。
发明内容
[0003] 为了解决上述问题,本发明提供一种操作简单,测试精确,实现了液体压力加载向 气体压力加载的转换,克服了对气体实施压力加载而带来的困难,降低了安全风险的高压、 大排量液氮泵测试装置。
[0004] 本发明高压液氮泵设备测试装置,包括依此相连的泵设备测试单元、阻尼装置单 元和调节单元,其特征在于所述泵设备测试单元包括依次相连的液氮罐、液氮泵、第一单向 阀、第一压力传感器。
[0005] 优选地,阻尼单元包括依次相连的水罐、流量传感器、水力泵、第二单向阀、第二压 力传感器及第一管汇,第一管汇与第一压力传感器相连。
[0006] 优选地,调节单元包括包括依此相连调节装置、集输装置、液气分离器、散热器、第 三管汇,所述第三管汇与水罐相连,所述调节装置包括三组依此相连的第二管汇、截止阀、 调节阀、消音管,且三组的第二管汇均相连,所述第二管汇与第一管汇相连。
[0007] 本发明操作简单,测试精确,实现了液体压力加载向气体压力加载的转换,克服了 对气体实施压力加载而带来的困难,降低了安全风险。
附图说明
[0008] 图1为高压液氮泵设备测试装置的结构示意图。
[0009] 附图标记:1-液氮罐,2-液氮泵,3-第一单向阀;4-第一压力传感器,5-水罐, 6_流量传感器,7-水力泵,8-第二单向阀,9-第二压力传感器,10-第一管汇,11-第二管 汇,12-截止阀,13-调节阀,14-消音管,15-集输装置,16-液气分离器,17-第三管汇, 18-散热器。
具体实施方式
[0010] 本发明高压液氮泵设备测试装置,包括依此相连的泵设备测试单元、阻尼装置单 元和调节单元,泵设备测试单元包括依次相连的液氮罐1、液氮泵2、第一单向阀3、第一压 力传感器4,阻尼单元包括依次相连的水罐5、流量传感器6、水力泵7、第二单向阀8、第二压 力传感器9及第一管汇10,第一管汇10与第一压力传感器9相连,调节单元包括,包括依 此相连调节装置、集输装置15、液气分离器16、散热器18、第三管汇17,所述第三管汇17与 水罐5相连,所述调节装置包括三组依此相连的第二管汇11、截止阀12、调节阀13、消音管 14,且三组的第二管汇11均相连,所述第二管汇11与第一管汇10相连。
[0011] 测试时,第一步,开启水力泵车,对水力泵车排出的水进行加压,通过第一压力传 感器4测得水压。同时开启压力调节单元中的截止阀12用于水压力粗调,通过调整截止阀 12,可以初步得到所需要的排出压力。通过调整调压阀13,可以对水力泵车的排出压力进行 精确调整。
[0012] 第二步,启动液氮泵设备,液氮泵设备排出的气态氮气与水力泵车排出的水进行 混合,第一管汇10输入到第二管汇11。由于事先对水力阻尼装置单元排出的水进行压力 加载,水力泵车向第一管汇10输入的是高压水,液氮泵设备排出的气体在排向第一管汇10 的过程中需要克服已经存在的压力,即水力阻尼装置单元排出水的压力等于液氮泵设备排 出气体压力需要克服的阻尼。这样就可利用水力压裂设备的排出液体压力加载系统对液氮 泵装置排出的氮气进行压力加载。在实际测试与试验过程中,利用压力调节单元中的截止 阀12、调压阀13对水力泵车、液氮泵设备排出的液气混合体的流量进行调整,从而对液氮 泵装置排出氮气的压力进行实时调整,以验证液氮泵设备的实际排出压力与设计指标的符 合程度。
[0013] 第三步,水力泵车、液氮泵设备排出的液气混合体汇集到集输装置15进入液气分 离器16,经液气分离器分离后,液体经循环管汇流入水罐5参与循环,气体排人适合的大气 环境。

Claims (3)

1. 一种高压液氮泵设备测试装置,包括依此相连的泵设备测试单元、阻尼装置单元和 调节单元,其特征在于所述泵设备测试单元包括依次相连的液氮罐(1)、液氮泵(2)、第一 单向阀(3)、第一压力传感器(4)。
2. 如权利要求1所述高压液氮泵设备测试装置,其特征在于所述阻尼单元包括依次相 连的水罐(5)、流量传感器(6)、水力泵(7)、第二单向阀(8)、第二压力传感器(9)及第一管 汇(10),第一管汇(10)与第一压力传感器(9)相连。
3. 如权利要求1所述高压液氮泵设备测试装置,其特征在于所述调节单元包括,包括 依此相连调节装置、集输装置(15)、液气分离器(16)、散热器(18)、第三管汇(17),所述第 三管汇(17)与水罐(5)相连,所述调节装置包括三组依此相连的第二管汇(11)、截止阀 (12)、调节阀(13)、消音管(14),且三组的第二管汇(11)均相连,所述第二管汇(11)与第一 管汇(10)相连。
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