CN107121341A - 一种高压管汇无线压力试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高压管汇无线压力试验系统，该高压管汇无线压力试验系统包括控制系统和试压系统，该控制系统与该试压系统通过无线数据传输方式实现远程通讯，该试压系统连接于被测高压管汇，在该控制系统的远程控制下，对被测高压管汇进行压力试验，并将压力试验数据通过无线数据传输方式传输给该控制系统。该高压管汇无线压力试验系统保证压力试验过程中测试人员的安全，具有安全可靠，结构简单的优点，可以有效保证高压管汇的安全性能和压力实验过程中试验人员的安全。
Description
技术领域
本发明涉及仪器仪表技术领域，尤其是到一种高压管汇无线压力试验系统。
背景技术
高压管汇广泛应用于钻井、压裂、固修井、注水等石油作业现场，最高额定工作压力达到140Mpa。高压管汇在工作中不仅承受含固体粒子管汇液的高速冲刷，而且可能受到H2S或者CO2的腐蚀作用，因而极易产生疲劳裂纹及腐蚀渗漏。高压管汇一旦发生破裂和刺穿，会造成人员伤亡和设备破坏，产生重大安全事故。因此十分有必要对高压管汇的安全性能进行定期检测，压力试验是高压管汇安全性检测的主要项目之一。
在油田高压作业前，会利用现场的柱塞泵等打压设备，使高压管汇里管汇液的压力升高到正常的工作压力，通过保压一段时间来检测高压管汇的密封性能。但该方法的试验压力只是正常工作压力，无法满足国家标准规定的试验压力，因此也就无法有效保证高压管汇的安全性能。现有的高压管汇专用试压设备多采用集中控制方式，即将控制系统和打压设备集成在一个控制柜中，操作人员进行压力试验时，距离打压设备及高压管汇距离较近，一旦在试压过程中发生高压管汇破裂和刺穿，有可能危及操作人员的生命安全，存在严重的安全隐患。为了满足国家标准规定的高压管汇试验压力要求并消除压力试验中的安全隐患，我们发明了一种高压管汇无线压力试验系统，解决了以上技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于安全性能检测的高压管汇无线压力试验系统，该系统提供的试验压力可满足国家标准规定的试验压力，同时保证试验过程的安全性。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：
该高压管汇无线压力试验系统包括控制系统和试压系统，该控制系统与该试压系统通过无线数据传输方式实现远程通讯，该试压系统连接于被测高压管汇，在该控制系统的远程控制下，对被测高压管汇进行压力试验，并将压力试验数据通过无线数据传输方式传输给该控制系统。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
该控制系统包括通过数据线连接的电脑和无线数据传输模块，该电脑对整个压力试验过程进行手动控制和自动控制，实时显示各路试验压力曲线，保存并回放压力试验数据，生成试验报告并打印，并与Office办公软件兼容，可编程试验报告，该无线数据传输模块包括主机单元和天线单元，进行压力试验数据的接收和控制指令的发送，以进行高压管汇压力试验的远程无线控制。
该试压系统包括PLC控制模块、驱动气源输入模块、水箱模块、增压泵和阀控及显示模块，该阀控及显示模块通过接头与被测高压管汇连接，该增压泵通过高压水管与该阀控及显示模块连接，该水箱模块通过水管与该增加泵连接，为该增加泵提供清水作为高压管汇压力试验的介质并由该增压泵将压力提升至额定试验压力，该驱动气源输入模块通过高压空气管路与该增加泵连接，为该增加泵提供清洁空气作为动力，该PLC控制模块通过数据线与该驱动气源输入模块、该水箱模块、该增压泵和该阀控及显示模块连接，控制各模块按指定参数进行压力试验并接收压力试验数据。
该PLC控制模块包括PLC控制单元和无线通讯单元，该PLC控制单元控制和协调其他模块进行压力试验系统，该无线通讯单元进行压力试验数据的发送和接收来自该控制系统的控制指令。
该驱动气源输入模块包括空气过滤器，保证输入到该增压泵中的空气质量。
该水箱模块包括水箱、进水过滤器、液位显示及报警单元和排水阀，该进水过滤器连接于该水箱的进水口处，防止水中的杂质进入水箱，保证试压系统管路的清洁，该液位显示及报警单元位于该水箱中，实时显示水箱中液量，并在液位过高或过低时，发出报警信号，该排水阀位于该水箱的底部，在液位过高或压力试验结束后排水。
该阀控及显示模块控制各路阀门的开关，实时显示被测高压管汇的压力，并通过该PLC控制模块将压力试验数据传输到该控制系统。
本发明中的高压管汇无线压力试验系统，采用空气作为增加泵的动力源，最高试验压力达到250Mpa，满足国家标准规定的试验压力，采用无线传输模块实现试验数据的远程传输，保证压力试验过程中测试人员的安全，具有安全可靠，结构简单的优点。采用该试验系统可以有效保证高压管汇的安全性能和压力实验过程中试验人员的安全。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
如图1所示，图1为本发明的高压管汇无线压力试验系统的结构图。该高压管汇无线压力试验系统由控制系统1和试压系统2组成。控制系统1由安装高压管汇压力试验控制软件的笔记本电脑3和无线数据传输模块4通过数据线连接。控制系统1和试压系统2通过无线数据传输方式实现远程通讯，保证压力试验人在安全距离进行试验操作。笔记本电脑3上安装高压管汇压力试验控制软件，可实现整个压力试验过程的手动控制和自动控制，可实时显示各路试验压力曲线，各试验数据可保存并回放，可以自动生成试验报告并打印，可与Office办公软件兼容，可编程试验报告，试验人员可依据自己的实际需求进行更改。无线数据传输模块4包括主机单元和天线单元，完成试验数据的接收和控制指令的发送功能，数据传输的最远距离可达100m，可以实现高压管汇压力试验的远程无线控制，从而保证压力试验过程中试验人员的安全性。
试压系统2由PLC控制模块5、驱动气源输入模块6、水箱模块7、增压泵8和阀控及显示模块9组成。PLC控制模块5通过数据线与驱动气源输入模块6、水箱模块7、增压泵8和阀控及显示模块9连接，控制各模块按指定参数进行压力试验并接收相关试验数据。在一实施例中，PLC控制模块5由PLC控制单元和无线通讯单元构成，PLC控制单元是整个试压系统的核心，控制和协调其他模块实现压力试验系统的功能，无线通讯单元完成试验数据的发送和接收来自控制系统的控制指令。
驱动气源输入模块6通过高压空气管路与增加泵8连接，为增加泵8提供清洁空气作为动力。在一实施例中，驱动气源输入模块6包括空气过滤器，保证输入到增压泵中的空气质量。
水箱模块7通过水管与增加泵8连接，为增加泵8提供清水作为高压管汇压力试验的介质并由增压泵8将压力提升至额定试验压力。在一实施例中，水箱模块7包括水箱、进水过滤器、液位显示及报警单元和排水阀。进水过滤器能够防止水中的杂质进入水箱，保证试压系统管路的清洁。液位显示及报警单元实现水箱中液量显示功能，液位过高或过低时，发出报警信号。排水阀用于液位过高或压力试验结束后排水的功能。
增压泵8通过高压水管与阀控及显示模块9连接，阀控及显示模块9通过接头与被测高压管汇10连接。增压泵8采用空气作为动力，将水压提高至试验压力，最高试验压力可达250Mpa，满足国家标准规定的高压管汇试验压力。阀控及显示模块9控制各路阀门的开关，实时显示被测管件的压力，并通过PLC控制模块将试验压力数据传输到控制系统，形成高压管汇压力试验报告。
使用本发明中的高压管汇无线压力试验系统对高压管汇进行压力试验时，首先将试压系统与被测高压管汇紧密连接，确认水箱液位显示是否在正常范围内，并操作各管路阀门至正常工作位置。试验人员应携带控制系统即笔记本电脑和无线数据传输模块远离试压系统，确认在安全距离后接通控制系统和试压系统电源。试验人员测试并确认压力试验控制系统与试压系统通讯正常后，设置初始测试压力为1Mpa，保压1min，测试并确认试压系统与被测高压管汇的连接密封良好。根据国家标准，试验人员通过控制软件设定高压管汇的额定试验压力和保压时间后，开始对被测高压管汇进行压力试验，试验数据通过无线传输模块保存在笔记本电脑上，并自动生成试验报告。压力试验结束后，由控制系统控制各路阀门缓慢卸压，将高压管汇中的水回收至水箱，关闭控制系统和试压系统电源，完成整个压力试验过程。
本发明可以在不脱离设计宗旨及原理的前提下进行各种改动和变型(如采用其他无线数据传输模式、试压系统采用其他类型控制电路或增加泵采用其他介质作为动力源等)，倘若这些改动和变型在本发明权利要求范围内，则本发明也意图包含这些改动和变型。
Claims (7)
1.一种高压管汇无线压力试验系统，其特征在于，该高压管汇无线压力试验系统包括控制系统和试压系统，该控制系统与该试压系统通过无线数据传输方式实现远程通讯，该试压系统连接于被测高压管汇，在该控制系统的远程控制下，对被测高压管汇进行压力试验，并将压力试验数据通过无线数据传输方式传输给该控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种高压管汇无线压力试验系统，其特征在于，该控制系统包括通过数据线连接的电脑和无线数据传输模块，该电脑对整个压力试验过程进行手动控制和自动控制，实时显示各路试验压力曲线，保存并回放压力试验数据，生成试验报告并打印，并与Office办公软件兼容，可编程试验报告，该无线数据传输模块包括主机单元和天线单元，进行压力试验数据的接收和控制指令的发送，以进行高压管汇压力试验的远程无线控制。
3.根据权利要求1所述的一种高压管汇无线压力试验系统，其特征在于，该试压系统包括PLC控制模块、驱动气源输入模块、水箱模块、增压泵和阀控及显示模块，该阀控及显示模块通过接头与被测高压管汇连接，该增压泵通过高压水管与该阀控及显示模块连接，该水箱模块通过水管与该增加泵连接，为该增加泵提供清水作为高压管汇压力试验的介质并由该增压泵将压力提升至额定试验压力，该驱动气源输入模块通过高压空气管路与该增加泵连接，为该增加泵提供清洁空气作为动力，该PLC控制模块通过数据线与该驱动气源输入模块、该水箱模块、该增压泵和该阀控及显示模块连接，控制各模块按指定参数进行压力试验并接收压力试验数据。
4.根据权利要求3所述的一种高压管汇无线压力试验系统，其特征在于，该PLC控制模块包括PLC控制单元和无线通讯单元，该PLC控制单元控制和协调其他模块进行压力试验系统，该无线通讯单元进行压力试验数据的发送和接收来自该控制系统的控制指令。
5.根据权利要求3所述的一种高压管汇无线压力试验系统，其特征在于，该驱动气源输入模块包括空气过滤器，保证输入到该增压泵中的空气质量。
6.根据权利要求3所述的一种高压管汇无线压力试验系统，其特征在于，该水箱模块包括水箱、进水过滤器、液位显示及报警单元和排水阀，该进水过滤器连接于该水箱的进水口处，防止水中的杂质进入水箱，保证试压系统管路的清洁，该液位显示及报警单元位于该水箱中，实时显示水箱中液量，并在液位过高或过低时，发出报警信号，该排水阀位于该水箱的底部，在液位过高或压力试验结束后排水。
7.根据权利要求3所述的一种高压管汇无线压力试验系统，其特征在于，该阀控及显示模块控制各路阀门的开关，实时显示被测高压管汇的压力，并通过该PLC控制模块将压力试验数据传输到该控制系统。
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