CN108223466A - 一种30MPa带压转移系统及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种30MPa带压转移系统及操作方法，涉及带压转移技术领域，以解决现有技术中深海样本转移难以保持高压的问题，其包括保压筒、与保压筒连通的转移仓、活塞杆、液压缸及液压系统，保压筒与转移仓之间设置有阀门装置，活塞杆一端穿过转移仓伸入工作仓内，另一端滑动设置于液压缸内且将液压缸分为密封的第一液压室及第二液压室，活塞杆远离保压筒运动时，体积增大的为第一液压室，体积减小的为第二液压室。通过实施本技术方案，深海样品转移过程中仍然保持高压环境，使其不被破坏，方便后续研究等进行。

Description

一种30MPa带压转移系统及操作方法

技术领域

本发明涉及带压转移技术领域，更具体的是涉及一种30MPa带压转移系统及操作方法。

背景技术

深海一般是指深1000米以上的海洋，占据了地球海洋总量的75％。由于地球引力的作用，海水深度每下降10m而其压力就增加0.1MPa，所以深海海底的压力都在10MPa以上，3000米左右深海压力则达到30Mpa。深海因其特殊的环境而存在特殊的深海微生物，有着巨大的研究价值。此外天然气水合物一些资源也存在于深海中。

而然由于深海压力与海面上压力不同，若直接将深海微生物或天然气水合物采集转移至常压环境，会对深海微生物造成损伤致其死亡，天然气水合物在常压下也会迅速分解。因此如果想采集这些深海的样本，就需要一套带压转移装置。即将样本在深海处转移到一个有压力并可方便移动的转移仓内。然后转移仓可经过常规运输，送至工作室进行后续研究处理。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种30MPa带压转移系统及操作方法。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种30MPa带压转移系统，包括保压筒、与保压筒连通的转移仓、活塞杆、液压缸及液压系统，所述保压筒与转移仓之间设置有阀门装置，所述活塞杆一端穿过转移仓伸入保压筒内，另一端滑动设置于液压缸内且将液压缸分为密封的第一液压室及第二液压室，所述活塞杆远离保压筒运动时，体积增大的为第一液压室，体积减小的为第二液压室，所述液压系统包括第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀、第七截止阀、第八截止阀、增压泵、手动泵、抽水泵及水箱，所述第六截止阀一端与保压筒连通，另一端经过手动泵与水箱连接，所述增压泵一端连接于第六截止阀与手动泵之间，另一端与水箱连通，所述抽水泵一端连接于增压泵与第六截止阀之间，另一端与水箱连通，所述第五截止阀一端连接于第六截止阀与保压筒之间，另一端与水箱连通，所述第八截止阀一端与转移仓连通，另一端连接于第六截止阀与增压泵之间，所述第七截止阀一端连接于第八截止阀与第六截止阀之间，另一端连接于第五截止阀与水箱之间，所述第三截止阀一端与第一液压室连通，另一端连接于第七截止阀与水箱之间，所述第一截止阀一端连接于第三截止阀与水箱之间，另一端与第二液压室连通，所述第四截止阀一端连接于第一液压室与第三截止阀之间，另一端连接于增压泵与第六截止阀之间，所述第二截止阀一端连接于第四截止阀与第六截止阀之间，另一端连接于第二液压室与第一截止阀之间。

工作原理：将转移仓内液体加压至与保压筒内压力相等，并将两仓液压勾通。通过对第一液压室加压使得活塞杆移动，缓慢将保压筒内的样品拉入转移仓内。然后解除保压筒和活塞杆与转移仓的连接，将转移仓连同样品送入特殊存储室供分析研究之用。

优选地，所述第六截止阀与保压筒之间连接有第一压力表，第八截止阀与转移仓之间连接有第二压力表，第三截止阀与第一液压室之间连接有第三压力表，第二截止阀与第二液压室之间连接有第四压力表。如此方便测出各个部分的压力进而进行相关操作。

优选地，所述第七截止阀与增压泵之间连接有溢流阀及压力传感器，当压力传感器检测到的水压大于设定的阈值时，水从溢流阀流出，避免系统内水压过大对系统造成损伤。

优选地，所述手动泵伸入水箱一端连接有第一过滤器，增压泵与水箱之间连接有第二过滤器，抽水泵与水箱之间连接有第三过滤器。

优选地，所述第二过滤器与水箱之间连接有第九截止阀，所述第三过滤器与水箱之间连接有第十截止阀。方便单独控制增压泵和抽水泵的开闭。

优选地，所述手动泵与第四截止阀之间连接有仅允许水流出水箱的第一单向阀，所述抽水泵与增压泵之间连接有仅允许水流出水箱的第二单向阀。

优选地，所述水箱底部连通有排水阀。方便将水箱内的水排出。

优选地，所述阀门装置为专用高压球阀。由于保压筒与转移仓内水压较大，因此需要采用能在高压环境下仍然能正常工作的专用高压球阀。

基于所述的一种30MPa带压转移系统的控制方法，用于实现带压转移系统的带压转移过程，且带压转移装置注水前，带压转移装置中的保压筒内部取有子样品，其特征在于，所述控制方法包括下述过程：

A.打开第二截止阀、第三截止阀，关闭第一截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀、第七截止阀、第八截止阀，操作增压泵增压第二液压室内压力为10MPa，若增压泵在压力上升过程中工作频率降低，可打开增压泵进气调速阀以调节增压泵工作频率，用手动泵增压至第二液压室内压力大于11.4MPa，迅速关闭第二截止阀；

B.打开第八截止阀，并操作抽水泵开启，此时会向转移仓内注水，注水的同时反复打开和关闭第七截止阀5至6次以便转移仓排出空气，排气后关闭第七截止阀，转移仓压力缓慢上升至0.14MPa左右时，关闭抽水泵，打开增压泵进行增压，将转移仓压力增加至14MPa时关闭增压泵，继续用手动泵将转移仓压力增压至约17MPa；

C.迅速微微打开第一截止阀,打开程度以活塞杆刚好能缓慢回缩为准，当活塞杆运动一段时间后，转移仓的压力会突然上升，迅速关闭第一截止阀，并操作增压泵对转移仓进行补压，将转移仓压力补充至27MPa后关闭增压泵，并用手动泵将压力增至30MPa；

D.迅速微微打开第一截止阀，打开程度以活塞杆刚好能缓慢回缩为准，此时转移仓压力有所下降，当压力下降至26MPa时，操作增压泵对转移仓进行补压，调节第一截止阀的开度和增压泵进气调速阀的开度到适当位置，以保证增压泵的补充压力和活塞杆缩回造成的压力减小基本平衡；

E.当活塞杆缩回至极限位置时压力将不再下降，此时立即关闭增压泵，若转移仓压力不足30MPa时，则用手动泵将压力补充至30MPa后迅速关闭第八截止阀；

F.将阀门装置关闭，并打开第五截止阀，将保压筒内降为常压，完全打开第一截止阀，第二截止阀，第四截止阀，将余压释放，然后关闭第二截止阀,第三截止阀，打开第一截止阀,第四截止阀，用手动泵增压，使活塞杆缓慢缩回至极限位置，打开第二截止阀,第三截止阀释放余压；

G.将保压筒和阀门装置完全分离，将转移仓转移至预定场所。

本发明的有益效果如下：

一、通过增压泵、手动泵和抽水泵为转移仓加压，使其达到30MPa的压力，进而保持所采集样本所需要的压力环境，是样品完好的得到转移；

二、本系统采用一套液压系统为转移仓加压和驱动活塞杆移动，无需分别设计系统，使得液压系统结构简单。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

附图标记：1、保压筒；2、转移仓；3、活塞杆；4、液压缸；5、样品；6、阀门装置；7、第一液压室；8、第二液压室；9、第一截止阀；10、第二截止阀；11、第三截止阀；12、第四截止阀；13、第五截止阀；14、第六截止阀；15、第七截止阀；16、第八截止阀；17、第十截止阀；18、第九截止阀；19、抽水泵；20、手动泵；21、增压泵；22、水箱；23、第一压力表；24、第二压力表；25、第三压力表；26、第四压力表；27、溢流阀；28、压力传感器；29、第一过滤器；30、第三过滤器；31、第二过滤器；32、第一单向阀；33、第二单向阀；34、排水阀。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种30MPa带压转移系统，包括保压筒1、与保压筒1连通的转移仓2、活塞杆3、液压缸4及液压系统，保压筒1与转移仓2之间设置有阀门装置6，活塞杆3一端穿过转移仓2伸入保压筒1内用于拉取样品5，另一端滑动设置于液压缸4内且将液压缸4分为密封的第一液压室7及第二液压室8，活塞杆3远离保压筒1运动时，体积增大的为第一液压室7，体积减小的为第二液压室8，液压系统包括第一截止阀9、第二截止阀10、第三截止阀11、第四截止阀12、第五截止阀13、第六截止阀14、第七截止阀15、第八截止阀16、增压泵21、手动泵20、抽水泵19及水箱22，第六截止阀14一端与保压筒1连通，另一端经过手动泵20与水箱22连接，增压泵21一端连接于第六截止阀14与手动泵20之间，另一端与水箱22连通，抽水泵19一端连接于增压泵21与第六截止阀14之间，另一端与水箱22连通，第五截止阀13一端连接于第六截止阀14与保压筒1之间，另一端与水箱22连通，第八截止阀16一端与转移仓2连通，另一端连接于第六截止阀14与增压泵21之间，第七截止阀15一端连接于第八截止阀16与第六截止阀14之间，另一端连接于第五截止阀13与水箱22之间，第三截止阀11一端与第一液压室7连通，另一端连接于第七截止阀15与水箱22之间，第一截止阀9一端连接于第三截止阀11与水箱22之间，另一端与第二液压室8连通，第四截止阀12一端连接于第一液压室7与第三截止阀11之间，另一端连接于增压泵21与第六截止阀14之间，第二截止阀10一端连接于第四截止阀12与第六截止阀14之间，另一端连接于第二液压室8与第一截止阀9之间。

第六截止阀14与保压筒1之间连接有第一压力表23，第八截止阀16与转移仓2之间连接有第二压力表24，第三截止阀11与第一液压室7之间连接有第三压力表25，第二截止阀10与第二液压室8之间连接有第四压力表26。第七截止阀15与增压泵21之间连接有溢流阀27及压力传感器28。手动泵20伸入水箱22一端连接有第一过滤器29，增压泵21与水箱22之间连接有第二过滤器30，抽水泵19与水箱22之间连接有第三过滤器30。第二过滤器30与水箱22之间连接有第九截止阀18，第三过滤器30与水箱22之间连接有第十截止阀17。手动泵20与第四截止阀12之间连接有仅允许水流出水箱22的第一单向阀32，抽水泵19与增压泵21之间连接有仅允许水流出水箱22的第二单向阀33。水箱22底部连通有排水阀34。阀门装置6为专用高压球阀。

基于上述一种30MPa带压转移系统的控制方法，用于实现带压转移系统的带压转移过程，且带压转移装置注水前，带压转移装置中的保压筒1内部取有样品5，其特征在于，控制方法包括下述过程：

A.打开第二截止阀10、第三截止阀11，关闭第一截止阀9、第四截止阀12、第五截止阀13、第六截止阀14、第七截止阀15、第八截止阀16，操作增压泵21增压第二液压室8内压力为10MPa左右，用手动泵20增压至第二液压室8内压力大于11.4MPa，迅速关闭第二截止阀10；

B.打开第八截止阀16，并操作抽水泵19开启，此时会向转移仓2内注水，注水的同时反复打开和关闭第七截止阀155至6次以便转移仓2排出空气，排气后关闭第七截止阀15，转移仓2压力缓慢上升至0.14MPa左右时，关闭抽水泵19，打开增压泵21进行增压，将转移仓2压力增加至14MPa时关闭增压泵21，继续用手动泵20将转移仓2压力增压至约17MPa；

C.迅速微微打开第一截止阀9,打开程度以活塞杆3刚好能缓慢回缩为准，当活塞杆3运动一段时间后，转移仓2的压力会突然上升，迅速关闭第一截止阀9，并操作增压泵21对转移仓2进行补压，将转移仓2压力补充至27MPa后关闭增压泵21，并用手动泵20将压力增至30MPa；

D.迅速微微打开第一截止阀9，打开程度以活塞杆3刚好能缓慢回缩为准，此时转移仓2压力有所下降，当压力下降至26MPa时，操作增压泵21对转移仓2进行补压，调节第一截止阀9的开度和增压泵21进气调速阀的开度到适当位置，以保证增压泵21的补充压力和活塞杆3缩回造成的压力减小基本平衡；

E.当活塞杆3缩回至极限位置时压力将不再下降，此时立即关闭增压泵21，若转移仓2压力不足30MPa时，则用手动泵20将压力补充至30MPa后迅速关闭第八截止阀16；

F.将专用高压球阀关闭，并打开第五截止阀13，将保压筒1内降为常压，完全打开第一截止阀9，第二截止阀10，第四截止阀12，将余压释放，然后关闭第二截止阀10,第三截止阀11，打开第一截止阀9,第四截止阀12，用手动泵20增压，使活塞杆3缓慢缩回至极限位置，打开第二截止阀10,第三截止阀11释放余压；

G.将保压筒1和专用高压球阀完全分离，将转移仓2转移至预定场所。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种30MPa带压转移系统，其特征在于：包括保压筒(1)、与保压筒(1)连通的转移仓(2)、活塞杆(3)、液压缸(4)及液压系统，所述保压筒(1)与转移仓(2)之间设置有阀门装置(6)，所述活塞杆(3)一端穿过转移仓(2)伸入保压筒(1)内，另一端滑动设置于液压缸(4)内且将液压缸(4)分为密封的第一液压室(7)及第二液压室(8)，所述活塞杆(3)远离保压筒(1)运动时，体积增大的为第一液压室(7)，体积减小的为第二液压室(8)，所述液压系统包括第一截止阀(9)、第二截止阀(10)、第三截止阀(11)、第四截止阀(12)、第五截止阀(13)、第六截止阀(14)、第七截止阀(15)、第八截止阀(16)、增压泵(21)、手动泵(20)、抽水泵(19)及水箱(22)，所述第六截止阀(14)一端与保压筒(1)连通，另一端经过手动泵(20)与水箱(22)连接，所述增压泵(21)一端连接于第六截止阀(14)与手动泵(20)之间，另一端与水箱(22)连通，所述抽水泵(19)一端连接于增压泵(21)与第六截止阀(14)之间，另一端与水箱(22)连通，所述第五截止阀(13)一端连接于第六截止阀(14)与保压筒(1)之间，另一端与水箱(22)连通，所述第八截止阀(16)一端与转移仓(2)连通，另一端连接于第六截止阀(14)与增压泵(21)之间，所述第七截止阀(15)一端连接于第八截止阀(16)与第六截止阀(14)之间，另一端连接于第五截止阀(13)与水箱(22)之间，所述第三截止阀(11)一端与第一液压室(7)连通，另一端连接于第七截止阀(15)与水箱(22)之间，所述第一截止阀(9)一端连接于第三截止阀(11)与水箱(22)之间，另一端与第二液压室(8)连通，所述第四截止阀(12)一端连接于第一液压室(7)与第三截止阀(11)之间，另一端连接于增压泵(21)与第六截止阀(14)之间，所述第二截止阀(10)一端连接于第四截止阀(12)与第六截止阀(14)之间，另一端连接于第二液压室(8)与第一截止阀(9)之间。

2.根据权利要求1所述的一种30MPa带压转移系统，其特征在于：所述第六截止阀(14)与保压筒(1)之间连接有第一压力表(23)，第八截止阀(16)与转移仓(2)之间连接有第二压力表(24)，第三截止阀(11)与第一液压室(7)之间连接有第三压力表(25)，第二截止阀(10)与第二液压室(8)之间连接有第四压力表(26)。

3.根据权利要求1所述的一种30MPa带压转移系统，其特征在于：所述第七截止阀(15)与增压泵(21)之间连接有溢流阀(27)及压力传感器(28)。

4.根据权利要求1所述的一种30MPa带压转移系统，其特征在于：所述手动泵(20)伸入水箱(22)一端连接有第一过滤器(29)，增压泵(21)与水箱(22)之间连接有第二过滤器(30)，抽水泵(19)与水箱(22)之间连接有第三过滤器(30)。

5.根据权利要求4所述的一种30MPa带压转移系统，其特征在于：所述第二过滤器(30)与水箱(22)之间连接有第九截止阀(18)，所述第三过滤器(30)与水箱(22)之间连接有第十截止阀(17)。

6.根据权利要求1所述的一种30MPa带压转移系统，其特征在于：所述手动泵(20)与第四截止阀(12)之间连接有仅允许水流出水箱(22)的第一单向阀(32)，所述抽水泵(19)与增压泵(21)之间连接有仅允许水流出水箱(22)的第二单向阀(33)。

7.根据权利要求1所述的一种30MPa带压转移系统，其特征在于：所述水箱(22)底部连通有排水阀(34)。

8.根据权利要求1所述的一种30MPa带压转移系统，其特征在于：所述阀门装置(6)为专用高压球阀。

9.基于权利要求1所述的一种30MPa带压转移系统的控制方法，用于实现带压转移系统的带压转移过程，且带压转移装置注水前，带压转移装置中的保压筒(1)内部取有样品(5)，其特征在于，所述控制方法包括下述过程：

A.打开第二截止阀(10)、第三截止阀(11)，关闭第一截止阀(9)、第四截止阀(12)、第五截止阀(13)、第六截止阀(14)、第七截止阀(15)、第八截止阀(16)，操作增压泵(21)增压第二液压室(8)内压力至10MPa，用手动泵(20)增压至第二液压室(8)内压力大于11.4MPa，迅速关闭第二截止阀(10)；

B.打开第八截止阀(16)，并操作抽水泵(19)开启，此时会向转移仓(2)内注水，注水的同时反复打开和关闭第七截止阀(15)5至6次以便转移仓(2)排出空气，排气后关闭第七截止阀(15)，转移仓(2)压力缓慢上升至0.14MPa左右时，关闭抽水泵(19)，打开增压泵(21)进行增压，将转移仓(2)压力增加至14MPa时关闭增压泵(21)，继续用手动泵(20)将转移仓(2)压力增压至约17MPa；

C.迅速微微打开第一截止阀(9),打开程度以活塞杆(3)刚好能缓慢回缩为准，当活塞杆(3)运动一段时间后，转移仓(2)的压力会突然上升，迅速关闭第一截止阀(9)，并操作增压泵(21)对转移仓(2)进行补压，将转移仓(2)压力补充至27MPa后关闭增压泵(21)，并用手动泵(20)将压力增至30MPa；

D.迅速微微打开第一截止阀(9)，打开程度以活塞杆(3)刚好能缓慢回缩为准，此时转移仓(2)压力有所下降，当压力下降至26MPa时，操作增压泵(21)对转移仓(2)进行补压，调节第一截止阀(9)的开度和增压泵(21)进气调速阀的开度到适当位置，以保证增压泵(21)的补充压力和活塞杆(3)缩回造成的压力减小基本平衡；

E.当活塞杆(3)缩回至极限位置时压力将不再下降，此时立即关闭增压泵(21)，若转移仓(2)压力不足30MPa时，则用手动泵(20)将压力补充至30MPa后迅速关闭第八截止阀(16)；

F.将阀门装置(6)关闭，并打开第五截止阀(13)，将保压筒(1)内降为常压，完全打开第一截止阀(9)，第二截止阀(10)，第四截止阀(12)，将余压释放，然后关闭第二截止阀(10),第三截止阀(11)，打开第一截止阀(9),第四截止阀(12)，用手动泵(20)增压，使活塞杆(3)缓慢缩回至极限位置，打开第二截止阀(10),第三截止阀(11)释放余压；

G.将保压筒(1)和阀门装置(6)完全分离，将转移仓(2)转移至预定场所。