CN108776022A - 基于定向钻进孔内负载模拟的泵车性能检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种泵车性能检测装置及方法，属于泵车检测技术领域，具体涉及一种基于定向钻进孔内负载模拟的泵车性能检测装置及方法。本发明由高压水泵、动态性能加载部件、脉冲消减器、流量监测单元、压力监测单元组成。通过调节钻孔内负载加载装置的不同截止阀的设定压力和顺序阀的设定压力，模拟加载螺杆马达不同工况下所需工作压力及流量和不同孔深的钻孔沿程压损，从而检测泥浆泵车工作输出的动态性能。

Description

基于定向钻进孔内负载模拟的泵车性能检测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种泵车性能检测装置及方法，属于泵车检测技术领域，具体涉及一种基于定向钻进孔内负载模拟的泵车性能检测装置及方法。
背景技术
目前泥浆泵或高压水泵多用电动机驱动，其性能检测仅独立针对泵的最大流量、最大负载以及容积效率等参数，却不能用于综合检测和反映其工作状态时的动态性能，而泵的动态性能特性曲线直接反映其性能优劣和工艺适应性。
泥浆泵车解决了传统电驱泥浆泵钻探负载适应性差等问题，主要为煤矿井下水平定向钻进使用的孔底螺杆马达提供驱动力，可以实现无级调速，为螺杆马达提供可变的流量，工艺适应性强，但目前未见可以模拟加载定向钻进孔内负载的泥浆泵车综合动态性能的检测方法和装置。因而，存在不能全面测试和反映泵车在定向钻进孔内负载下的动态性能和最佳工作区间问题。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的上述的技术问题，提供了一种基于定向钻进孔内负载模拟的泵车性能检测装置及方法。该方法及装置通过调节钻孔内负载加载装置的不同截止阀的设定压力和顺序阀的设定压力，模拟加载螺杆马达不同工况下所需工作压力及流量和不同孔深的钻孔沿程压损，从而检测泥浆泵车工作输出的动态性能。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种模拟定向钻进孔内负载用于检测泥浆泵车动态性能的装置，包括：
孔内负载加载装置，用于连接泥浆泵车以模拟加载钻探负载，包括若干级顺序相连的顺序阀组，以及若干级出口并联至孔内负载加载装置出口的加载截止阀组；
其中，第一级加载截止阀和第一级顺序阀连接孔内负载加载装置的进口，最后一级加载截止阀和最后一级顺序阀的出口连接孔内负载加载装置的出口；第N级加载截止阀的进口连接第N-1级顺序阀的出口以及第N级级顺序阀的进口；所述N为大于1的整数。
其中，所述各级顺序阀的出口连接第二压力表。
其中，所述加载截止阀组包括一级加载截止阀组、二级加载截止阀组、三级加载截止阀组；
所述顺序阀组包括一级顺序阀、二级顺序阀、二级顺序阀；
其中，孔内负载加载装置的进口连接一级加载截止阀组的进口和一级顺序阀的进口，孔内负载加载装置出口并联一级加载截止阀组、二级加载截止阀组、三级加载截止阀组、三级顺序阀的出口；
所述二级加载截止阀组的进口连接所述的一级顺序阀的出口和二级顺序阀的进口；
所述三级加载截止阀组的进口连接所述的二级顺序阀的出口和三级顺序阀的进口。
其中，所述脉冲消减器、第一压力表、针式流量计、数显式流量计、孔内负载加载装置、第一截止阀、水箱、第二截止阀、泥浆泵车依次构成串联回路。
5.根据权利要求4所述的一种模拟定向钻进孔内负载用于检测泥浆泵车动态性能的装置，所述水箱还通过安全阀与泥浆泵车相连。
一种模拟定向钻进孔内负载用于检测泥浆泵车动态性能的装置，包括：
顺序串联若干级顺序阀组；并联若干级加载截止阀组的出口至孔内负载加载装置出口；
将第一级加载截止阀和第一级顺序阀连接至孔内负载加载装置的进口；将最后一级加载截止阀和最后一级顺序阀的出口连接孔内负载加载装置的出口；第N级加载截止阀的进口连接第N-1级顺序阀的出口以及第N级级顺序阀的进口；所述N为大于1的整数；
利用加载截止阀的关断模拟加载于浆泵车的压力。
其中，包括：
设定各级顺序阀组的导通压力并使其大于同级的加载阀组；
将高压液体引入第M级加载阀组和M级顺序阀组；
当泵车输出流量增大至第M级顺序阀组的压力时，导通第M级顺序阀组从而至少使部分高压液体经过第M级顺序阀组进入第M+1级顺序阀组和第M+1级加载阀组的进口。
其中，第M级顺序阀的导通压力大于第M+1级顺序阀的导通压力；
第M级加载截止阀的导通压力大于第M+1级加载截止阀的导通压力。
其中，所述加载截止阀组包括一级加载截止阀组、二级加载截止阀组、三级加载截止阀组；
所述顺序阀组包括一级顺序阀、二级顺序阀、二级顺序阀；
其中，孔内负载加载装置的进口连接一级加载截止阀组的进口和一级顺序阀的进口，孔内负载加载装置出口并联一级加载截止阀组、二级加载截止阀组、三级加载截止阀组、三级顺序阀的出口；
所述二级加载截止阀组的进口连接所述的一级顺序阀的出口和二级顺序阀的进口；
所述三级加载截止阀组的进口连接所述的二级顺序阀的出口和三级顺序阀的进口。
其中，当高压水路从A口进入，先通过A1口，当泵车输出流量增大导致A口压力增高，顺序阀打开，部分高压水通过A2口进入，从B2口流出，先进入加载阀组的B1口；当B口压力增高到可以打开顺序阀时候，高压水依次流经C1，C口压力增高到可以打开顺序阀时候，高压水依次流经C2。
因此，本发明具有能全面测试和反映泵车在定向钻进孔内负载下的动态性能和最佳工作区间的优点，能够更准确的模拟使用孔底螺杆马达进行水平定向钻进的负载，全面测试和反映泵车在定向钻进孔内负载下的动态性能和最佳工作区间。
附图说明
附图1是本发明的一种原理图；
附图2是本发明的一种工作流程图；
图中，1-脉冲消减器，2-第一压力表，3-针式流量计，4-数显式流量计，5-孔内负载加载装置，6-第二压力表，7-截止阀，8-水箱，9-截止阀，10-第三压力表，11-安全阀，12-第四压力表，13-温度计，14泥浆泵车，15-一级加载截止阀组，16-二级加载截止阀组，17-三级加载截止阀组，18-阀组壳体，19-三级顺序阀，20-二级顺序阀，21-一级顺序阀。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
参见图1，一种模拟定向钻进孔内负载用于检测泥浆泵车动态性能的装置及方法，包括脉冲消减器1，第一压力表2，针式流量计3，数显式流量计4，孔内负载加载装置5，第二压力表6，截止阀7，水箱8，截止阀9，第三压力表10，安全阀11，第四压力表12，温度计13。
打开截止阀9，通过第三压力表10和温度表13，可以检测水泵吸水端压力和温度。流量计3和流量计4显式水泵输出管路的流量，压力表2显式主输出管路压力。脉冲消减器可以消减泥浆泵车输出的压力波动。
安全阀11可以设定泥浆泵车输出最大压力，超压时卸荷，第四压力表12显示卸荷管路的压力。
一级加载截止阀组15、二级加载截止阀组16、三级加载截止阀组17、阀组壳体18、三级顺序阀20、二级顺序阀20、一级顺序阀21组成。
其中，所述的一级加载截止阀组15的A1口与一级顺序阀21的A2口相连，并与孔内负载加载装置5的进口A相连；所述的二级加载截止阀组16的B1口与所述的一级顺序阀20的B2口相连，并与所述的二级顺序阀21的出口B相连；所述的三级加载截止阀组17的C1口与所述的三级顺序阀19的C2口相连，并与所述的二级顺序阀20的出口C相连；所述的加载阀组的出口A1、B1、C1与所述的顺序阀19出口S3与所述的孔内负载加载装置5的出口D相连。
调节一级加载截止阀组15，二级加载截止阀组16，三级加载截止阀组17的调节螺杆行程，模拟加载呈现阶梯的负载P1>P2>P3；通过调节三级顺序阀19，二级顺序阀20，一级顺序阀21的调节螺杆S1、S2、S3，设定顺序阀打开的压力P3>P4>P5，
调节布置于孔内负载加载装置5上的一级加载截止阀组15的调节螺杆行程，设定一级负载，该负载一般与孔底螺杆马达的最低开启压力相当；调节二级加载截止阀组16的调节螺杆行程，设定二级负载；调节三级加载截止阀组17的调节螺杆行程，设定三级负载；调节布置于孔内负载加载装置5上的一级顺序阀21的调节螺杆，设定通过流体的第一压力梯度，依次调节二级顺序阀20、三级顺序阀19的调节螺杆，设定第二、第三压力梯度，可以自动控制流体通过的截止阀顺序，模拟加载螺杆马达不同工况下所需工作压力及流量和不同孔深的钻孔沿程压损，从而检测泥浆泵车的动态性能。
启动泥浆泵车14，通过流量输出控制手柄，可以无级调节其输出流量。
本实施例中，压力表2及压力表组6组成压力检测模块，可以检测模拟钻孔内沿程压力损耗。压力表2显示泵车出水口的压力，压力表组6显示了顺序阀自动打开加载的不同负载条件下的压力数值，按照顺序，其差值反映了延程损失。压针式流量计3和数显式流量计4组成流量检测模块，可以检测泥浆泵车输出流量。
本实施例中，具有脉冲消减器1，可以消减泥浆泵车输出的压力波动。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了1-脉冲消减器，2-第一压力表，3-针式流量计，4-数显式流量计，5-孔内负载加载装置，6-第二压力表，7-截止阀，8-水箱，9-截止阀，10-第三压力表，11-安全阀，12-第四压力表，13-温度计，14泥浆泵车，15-一级加载截止阀组，16-二级加载截止阀组，17-三级加载截止阀组，18-阀组壳体，19-三级顺序阀，20-二级顺序阀，21-一级顺序阀等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种模拟定向钻进孔内负载用于检测泥浆泵车动态性能的装置，其特征在于，包括：
孔内负载加载装置(5)，用于连接泥浆泵车(14)以模拟加载钻探负载，包括若干级顺序相连的顺序阀组，以及若干级出口并联至孔内负载加载装置出口的加载截止阀组；
其中，第一级加载截止阀和第一级顺序阀连接孔内负载加载装置的进口，最后一级加载截止阀和最后一级顺序阀的出口连接孔内负载加载装置的出口；第N级加载截止阀的进口连接第N-1级顺序阀的出口以及第N级级顺序阀的进口；所述N为大于1的整数。
2.根据权利要求1所述的一种模拟定向钻进孔内负载用于检测泥浆泵车动态性能的装置，其特征在于，所述各级顺序阀的出口连接第二压力表(6)。
3.根据权利要求1所述的一种模拟定向钻进孔内负载用于检测泥浆泵车动态性能的装置，其特征在于，
所述加载截止阀组包括一级加载截止阀组(15)、二级加载截止阀组(16)、三级加载截止阀组(17)；
所述顺序阀组包括一级顺序阀(21)、二级顺序阀(20)、二级顺序阀(20)；
其中，孔内负载加载装置的进口连接一级加载截止阀组(15)的进口和一级顺序阀(21)的进口，孔内负载加载装置出口并联一级加载截止阀组(15)、二级加载截止阀组(16)、三级加载截止阀组(17)、三级顺序阀(19)的出口；
所述二级加载截止阀组(16)的进口连接所述的一级顺序阀(21)的出口和二级顺序阀(20)的进口；
所述三级加载截止阀组(17)的进口连接所述的二级顺序阀(20)的出口和三级顺序阀(19)的进口。
4.根据权利要求1所述的一种模拟定向钻进孔内负载用于检测泥浆泵车动态性能的装置，其特征在于，所述
脉冲消减器(1)、第一压力表(2)、针式流量计(3)、数显式流量计(4)、孔内负载加载装置(5)、第一截止阀(7)、水箱(8)、第二截止阀(9)、泥浆泵车(14)依次构成串联回路。
5.根据权利要求4所述的一种模拟定向钻进孔内负载用于检测泥浆泵车动态性能的装置，其特征在于，所述水箱(8)还通过安全阀(11)与泥浆泵车(14)的超压力卸荷管路相连。
6.一种模拟定向钻进孔内负载用于检测泥浆泵车动态性能的装置，其特征在于，包括：
顺序串联若干级顺序阀组；并联若干级加载截止阀组的出口至孔内负载加载装置出口；
将第一级加载截止阀和第一级顺序阀连接至孔内负载加载装置的进口；将最后一级加载截止阀和最后一级顺序阀的出口连接孔内负载加载装置的出口；第N级加载截止阀的进口连接第N-1级顺序阀的出口以及第N级级顺序阀的进口；所述N为大于1的整数；
利用加载截止阀的关断模拟加载于浆泵车(14)的压力。
7.根据权利要求6所述的一种模拟定向钻进孔内负载用于检测泥浆泵车动态性能的装置，其特征在于，包括：
设定各级顺序阀组的导通压力并使其大于同级的加载阀组；
将高压液体引入第M级加载阀组和M级顺序阀组；
当泵车输出流量增大至第M级顺序阀组的压力时，导通第M级顺序阀组从而至少使部分高压液体经过第M级顺序阀组进入第M+1级顺序阀组和第M+1级加载阀组的进口。
8.根据权利要求7所述的一种模拟定向钻进孔内负载用于检测泥浆泵车动态性能的装置，其特征在于，
第M级顺序阀的导通压力大于第M+1级顺序阀的导通压力；
第M级加载截止阀的导通压力大于第M+1级加载截止阀的导通压力。
9.根据权利要求7所述的一种模拟定向钻进孔内负载用于检测泥浆泵车动态性能的装置，其特征在于，
所述加载截止阀组包括一级加载截止阀组(15)、二级加载截止阀组(16)、三级加载截止阀组(17)；
所述顺序阀组包括一级顺序阀(21)、二级顺序阀(20)、二级顺序阀(20)；
其中，孔内负载加载装置的进口连接一级加载截止阀组(15)的进口和一级顺序阀(21)的进口，孔内负载加载装置出口并联一级加载截止阀组(15)、二级加载截止阀组(16)、三级加载截止阀组(17)、三级顺序阀(19)的出口；
所述二级加载截止阀组(16)的进口连接所述的一级顺序阀(21)的出口和二级顺序阀(20)的进口；
所述三级加载截止阀组(17)的进口连接所述的二级顺序阀(20)的出口和三级顺序阀(19)的进口。
10.根据权利要求9所述的一种模拟定向钻进孔内负载用于检测泥浆泵车动态性能的装置，其特征在于，
当高压水路从A口进入，先通过A1口，当泵车输出流量增大导致A口压力增高，顺序阀(21)打开，部分高压水通过A2口进入，从B2口流出，先进入加载阀组(16)的B1口；当B口压力增高到可以打开顺序阀(20)时候，高压水依次流经C1，C口压力增高到可以打开顺序阀(19)时候，高压水依次流经C2。
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