CN109681480A - 一种管端水压试验机增压器及方法 - Google Patents

一种管端水压试验机增压器及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种管端水压试验机增压器及方法,包括第二油口、二级低压缸、第一密封圈、二级活塞杆、第一螺母、一级低压缸、第二密封圈、第一螺柱、缸连接块、压紧块、第一高压密封组、第一导向环、一级活塞杆、高压缸、高压水出口、低压水进口、压盖、第三油口、第一油口和第一压套；所述的二级低压缸与一级低压缸通过压盖连接，一级低压缸与高压缸之间通过缸连接块连接，所述的一级低压缸与压盖的内壁面上设有第一密封圈。本发明中一级活塞杆实现水压快速增压，二级活塞杆实现高精度增压和稳压，二者相互配合实现了管端水压试验机的高精度水压测试。本发明结构简单可靠，成本低，效率高，维护方便。

Description

一种管端水压试验机增压器及方法
技术领域
本发明属于钢管装备领域，特别涉及一种管端水压试验机增压器及方法。
背景技术
传统的钢管接箍螺纹密封性和强度检测是通过对整根管道整体进行水压试验检测，测试时需要将整个钢管和接箍充满水，再把水压升高到API要求的压力，保压过程中压力无降低则认为接箍螺纹密封性和强度能够满足设计和使用要求，如果压力下降，则认为接箍螺纹不合格。传统的钢管接箍水压试验设备庞大，结构复杂，投资高，操作不便，过程繁琐，效率低，能耗高，成本高。
管端水压试验机只对接箍处进行水压测试，结构简单可靠，成本低，成为未来的应用趋势。由于管端水压机只对接箍处进行高压测试，管端接箍容积小，在进行升压和稳压时传统的增压器增压过快，无法保证精度，导致测试过程波动很大，不能满足API要求。
发明内容
为了克服传统的增压器在管端水压试验机无法稳压的问题，本发明提供一种管端水压试验机增压器及方法，本发明通过一级快速增压和二级高精度稳压集成到一起，实现了管端水压试验机快速增压和高精度稳压的功能。本发明结构简单可靠，成本低，效率高，维护方便。
本发明采用的技术方案为：
一种管端水压试验机增压器,包括第二油口、二级低压缸、第一密封圈、二级活塞杆、第一螺母、一级低压缸、第二密封圈、第一螺柱、缸连接块、压紧块、第一高压密封组、第一导向环、一级活塞杆、高压缸、高压水出口、低压水进口、压盖、第三油口、第一油口和第一压套；所述的二级低压缸与一级低压缸通过压盖连接，一级低压缸与高压缸之间通过缸连接块连接，所述的一级低压缸与压盖的内壁面上设有第一密封圈；所述的一级低压缸与缸连接块接触面上设有第二密封圈；所述的压紧块通过第一螺母和第一螺柱与一级低压缸连接，并将高压缸压紧，使高压缸与一级低压缸紧密连接；所述的二级低压缸上设有二级活塞杆，一级低压缸上设有一级活塞杆，所述的二级活塞杆的尾部穿过压盖位于一级活塞杆内；一级活塞杆尾部穿过缸连接块位于高压缸内，所述的第一高压密封组、第一导向环、第一压套安装在高压缸内部，第一高压密封组处于导向环和压套之间，高压缸上设有高压水出口和低压水进口；所述一级低压缸上设有第一油口，所述的二级低压缸上设有第二油口，所述的压盖上设有第三油口。
所述的压盖通过第二螺母和第二螺柱与二级低压缸和一级低压缸固定。
所述的第二油口通过螺钉固定在二级低压缸上，第三油口通过螺钉安装在压盖上。
所述的二级低压缸与压盖的连接面上设有防尘圈。
所述的二级活塞杆的头部设有第一密封组，一级活塞杆的头部设有第二密封组。
所述的压盖与二级活塞杆之间设置有第二轴用方形圈和第二导向环。
所述的一级活塞杆与缸连接块之间通过第一轴用方形圈和第一导向环连接。
所述的一级活塞杆上设置有第二压套、第二高压密封组和第二导向环，第二高压密封组处于第二压套和第二导向环之间，一级活塞杆上设有压环，压环通过螺钉固定在一级活塞杆上，并将第二压套压紧，压环内部设有第三导向环和第三轴用方形圈。
一种管端水压试验机增压方法,具体步骤为：当管端水压试验机工作时，钢管端部充满水准备增压时，首先低压水进口打开进水，将高压缸右侧水腔充满水，此时，一级活塞杆和二级活塞杆处于初始状态，即最左端；然后高压水出口打开与接箍内的水连通；第三油口进油，第一油口回油，随着油压的升高，一级活塞杆移动，由于一级活塞杆左端油压面积大于右端水压面积，使得水压与油压成比例关系升高，直至将接箍内的水压升高到所需压力，达到接箍所需压力时第三油口封闭，停止进油；由于一级活塞杆体积较大，压力升高较快，水压难以稳定，此时，第二油口进油，推动二级活塞杆向右移动，由于二级活塞杆比一级活塞杆体积小，所以水压升高较慢，直至增压到所需压力，实现了稳定升压功能；试压结束后，第二油口、第三油口打开回油，第一油口进油时一级活塞杆回到初始状态，低压水进口打开进水，水压将二级活塞杆推回初始状态，并准备进行下一次增压。
本发明的有益效果为：
本发明通过控制系统控制一级活塞杆先动作实现水压快速增压，在快达到试验压力时，一级活塞杆停止动作，二级活塞杆动作实现高精度增压和稳压，二者的相互配合实现了管端水压试验机的高精度水压测试。
以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中，附图标记为：1、第二油口；2、第一密封组；3、二级低压缸；4、第二螺母；5、第二螺柱；6、防尘圈；7、第一密封圈；8、第二轴用方形圈、9、第二导向环、10、二级活塞杆、11、第一螺母；12、一级低压缸；13、第二密封圈；14、第一螺柱；15、缸连接块；16、压紧块；17、第一高压密封组；18、第一导向环；19、一级活塞杆；20、高压缸；21、高压水出口；22、低压水进口；23、压盖；24、第三油口；25、第三导向环；26、第三轴用方形圈；27、第二密封组；28、螺钉；29、压环；30、第一油口；31、第二压套；32、第二高压密封组；33、第二导向环；34、第一轴用方形圈；35、第一导向环；36、第一压套。
具体实施方式
实施例1：
为了克服传统的增压器在管端水压试验机无法稳压的问题，本发明提供如图1所示的一种管端水压试验机增压器及方法，本发明通过一级快速增压和二级高精度稳压集成到一起，实现了管端水压试验机快速增压和高精度稳压的功能。本发明结构简单可靠，成本低，效率高，维护方便。
一种管端水压试验机增压器,包括第二油口1、二级低压缸3、第一密封圈7、二级活塞杆10、第一螺母11、一级低压缸12、第二密封圈13、第一螺柱14、缸连接块15、压紧块16、第一高压密封组17、第一导向环18、一级活塞杆19、高压缸20、高压水出口21、低压水进口22、压盖23、第三油口24、第一油口30和第一压套36；所述的二级低压缸3与一级低压缸12通过压盖23连接，一级低压缸12与高压缸20之间通过缸连接块15连接，所述的一级低压缸12与压盖23的内壁面上设有第一密封圈7；所述的一级低压缸12与缸连接块15接触面上设有第二密封圈13；所述的压紧块16通过第一螺母11和第一螺柱14与一级低压缸12连接，并将高压缸20压紧，使高压缸20与一级低压缸12紧密连接；所述的二级低压缸3上设有二级活塞杆10，一级低压缸12上设有一级活塞杆19，所述的二级活塞杆10的尾部穿过压盖23位于一级活塞杆19内；一级活塞杆19尾部穿过缸连接块15位于高压缸20内，所述的第一高压密封组17、第一导向环18、第一压套36安装在高压缸20内部，第一高压密封组17处于导向环18和压套36之间，高压缸20上设有高压水出口21和低压水进口22；所述一级低压缸12上设有第一油口30，所述的二级低压缸3上设有第二油口1，所述的压盖23上设有第三油口24。
本发明的工作过程为：
当管端水压试验机工作时，钢管端部充满水准备增压时，首先低压水进口22打开进水，将高压缸20右侧水腔充满水，此时，一级活塞杆19和二级活塞杆10处于初始状态，即最左端；然后高压水出口21打开与接箍内的水连通；第三油口24进油，第一油口30回油，随着油压的升高，一级活塞杆19移动，由于一级活塞杆19左端油压面积大于右端水压面积，使得水压与油压成比例关系升高，直至将接箍内的水压升高到所需压力，由于一级活塞杆19体积较大，所以增压速度非常快；在快达到接箍所需压力时，第三油口24封闭，停止进油，由于一级活塞杆19体积较大，压力升高过快，水压难以稳定；此时，第二油口1进油，推动二级活塞杆10向右移动，由于二级活塞杆10比一级活塞杆19体积小的多，所以水压升高的很慢，直至增压到所需压力，实现了稳定升压功能。试压结束后，第二油口1、第三油口24打开回油，第一油口30进油时一级活塞杆19回到初始状态，低压水进口22打开进水，水压将二级活塞杆10推回初始状态，并准备进行下一次增压。
本发明通过控制系统控制一级活塞杆19先动作实现水压快速增压，在快达到试验压力时，一级活塞杆19停止动作，二级活塞杆10动作实现高精度增压和稳压，二者的相互配合实现了管端水压试验机的高精度水压测试。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本实施例中，所述的压盖23通过第二螺母4和第二螺柱5与二级低压缸3和一级低压缸12固定。
所述的第二油口1通过螺钉固定在二级低压缸3上，第三油口24通过螺钉安装在压盖23上。
所述的二级低压缸3与压盖23的连接面上设有防尘圈6。
所述的二级活塞杆10的头部设有第一密封组2，一级活塞杆19的头部设有第二密封组27。
所述的压盖23与二级活塞杆10之间设置有第二轴用方形圈8和第二导向环9。
所述的一级活塞杆19与缸连接块15之间通过第一轴用方形圈34和第一导向环35连接。
所述的一级活塞杆19上设置有第二压套31、第二高压密封组32和第二导向环33，第二高压密封组32处于第二压套31和第二导向环33之间，一级活塞杆19上设有压环29，压环29通过螺钉28固定在一级活塞杆19上，并将第二压套31压紧，压环29内部设有第三导向环25和第三轴用方形圈26。
本发明中所述的第二油口1安装在二级低压缸3，用螺钉固定，用于进油和回油；二级低压缸3通过第二螺母4、第二螺柱5固定在压盖23上，防尘圈6安装在二级低压缸3与压盖23的连接面上，防止灰尘进入；压盖23通过第二螺母4、第二螺柱5固定在一级低压缸12上；密封圈7安装在一级低压缸12与压盖23的内壁面上，防止漏油；密封组2安装在二级活塞杆10的头部，防止二级低压缸3左侧的油泄漏；第二轴用方形圈8、第二导向环9安装在压盖23上，防止一级活塞杆19左侧的油泄漏；第三油口24通过螺钉安装在压盖23上，用于进油和回油；缸连接块15安装在一级低压缸12与高压缸20之间；第二密封圈13安装在一级低压缸12与缸连接块15接触面上，防止一级活塞杆19右侧的油泄漏；压紧块16通过第一螺母11、第一螺柱14与一级低压缸12连接，并将高压缸20压紧，使其与一级低压缸12紧紧连在一块；第一轴用方形圈34、第一导向环35安装在缸连接块15上，防止一级活塞杆19右侧的油进入到高压水腔；第一高压密封组17、第一导向环18、第一压套36安装在高压缸20内部，第一高压密封组17处于第一导向环18和第一压套36之间，防止高压水泄露；高压水出口21、低压水进口22安装在高压缸20上，用于出高压水和进低压水；第三导向环25、第三轴用方形圈26安装在压环29内部，防止一级活塞杆19左侧的油进入到高压水腔；第二压套31、第二高压密封组32、第二导向环33固定在一级活塞杆19上，第二高压密封组32处于第二压套31和第二导向环33之间，防止高压水泄漏；压环29通过螺钉28固定在一级活塞杆19上，并将第二压套31压紧。
本发明提供一种管端水压试验机增压方法,具体步骤为：当管端水压试验机工作时，钢管端部充满水准备增压时，首先低压水进口22打开进水，将高压缸20右侧水腔充满水，此时，一级活塞杆19和二级活塞杆10处于初始状态，即最左端；然后高压水出口21打开与接箍内的水连通；第三油口24进油，第一油口30回油，随着油压的升高，一级活塞杆19移动，由于一级活塞杆19左端油压面积大于右端水压面积，使得水压与油压成比例关系升高，直至将接箍内的水压升高到所需压力，达到接箍所需压力时第三油口24封闭，停止进油；由于一级活塞杆19体积较大，压力升高较快，水压难以稳定，此时，第二油口1进油，推动二级活塞杆10向右移动，由于二级活塞杆10比一级活塞杆19体积小，所以水压升高较慢，直至增压到所需压力，实现了稳定升压功能；试压结束后，第二油口1、第三油口24打开回油，第一油口30进油时一级活塞杆19回到初始状态，低压水进口22打开进水，水压将二级活塞杆10推回初始状态，并准备进行下一次增压。
本发明通过控制系统控制一级活塞杆19先动作实现水压快速增压，在快达到试验压力时，一级活塞杆19停止动作，二级活塞杆10动作实现高精度增压和稳压，二者的相互配合实现了管端水压试验机的高精度水压测试。本发明通过一级快速增压和二级高精度稳压集成到一起，实现了管端水压试验机快速增压和高精度稳压的功能。本发明结构简单可靠，成本低，效率高，维护方便。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本发明中未详细说明的装置结构及系统方法均为现有技术，本发明中将不再进行一一说明。

Claims (9)

1.一种管端水压试验机增压器,其特征在于：包括第二油口（1）、二级低压缸（3）、第一密封圈（7）、二级活塞杆（10）、第一螺母（11）、一级低压缸（12）、第二密封圈（13）、第一螺柱（14）、缸连接块（15）、压紧块（16）、第一高压密封组（17）、第一导向环（18）、一级活塞杆（19）、高压缸（20）、高压水出口（21）、低压水进口（22）、压盖（23）、第三油口（24）、第一油口（30）和第一压套（36）；所述的二级低压缸（3）与一级低压缸（12）通过压盖（23）连接，一级低压缸（12）与高压缸（20）之间通过缸连接块（15）连接，所述的一级低压缸（12）与压盖（23）的内壁面上设有第一密封圈（7）；所述的一级低压缸（12）与缸连接块（15）接触面上设有第二密封圈（13）；所述的压紧块（16）通过第一螺母（11）和第一螺柱（14）与一级低压缸（12）连接，并将高压缸（20）压紧，使高压缸（20）与一级低压缸（12）紧密连接；所述的二级低压缸（3）上设有二级活塞杆（10），一级低压缸（12）上设有一级活塞杆（19），所述的二级活塞杆（10）的尾部穿过压盖（23）位于一级活塞杆（19）内；一级活塞杆（19）尾部穿过缸连接块（15）位于高压缸（20）内，所述的第一高压密封组（17）、第一导向环（18）、第一压套（36）安装在高压缸（20）内部，第一高压密封组（17）处于导向环（18）和压套（36）之间，高压缸（20）上设有高压水出口（21）和低压水进口（22）；所述一级低压缸（12）上设有第一油口（30），所述的二级低压缸（3）上设有第二油口（1），所述的压盖（23）上设有第三油口（24）。
2.根据权利要求1所述的一种管端水压试验机增压器,其特征在于：所述的压盖（23）通过第二螺母（4）和第二螺柱（5）与二级低压缸（3）和一级低压缸（12）固定。
3.根据权利要求1所述的一种管端水压试验机增压器,其特征在于：所述的第二油口（1）通过螺钉固定在二级低压缸（3）上，第三油口（24）通过螺钉安装在压盖（23）上。
4.根据权利要求1所述的一种管端水压试验机增压器,其特征在于：所述的二级低压缸（3）与压盖（23）的连接面上设有防尘圈（6）。
5.根据权利要求1所述的一种管端水压试验机增压器,其特征在于：所述的二级活塞杆（10）的头部设有第一密封组（2），一级活塞杆（19）的头部设有第二密封组（27）。
6.根据权利要求1所述的一种管端水压试验机增压器,其特征在于：所述的压盖（23）与二级活塞杆（10）之间设置有第二轴用方形圈（8）和第二导向环（9）。
7.根据权利要求1所述的一种管端水压试验机增压器,其特征在于：所述的一级活塞杆（19）与缸连接块（15）之间通过第一轴用方形圈（34）和第一导向环（35）连接。
8.根据权利要求1所述的一种管端水压试验机增压器,其特征在于：所述的一级活塞杆（19）上设置有第二压套（31）、第二高压密封组（32）和第二导向环（33），第二高压密封组（32）处于第二压套（31）和第二导向环（33）之间，一级活塞杆（19）上设有压环（29），压环（29）通过螺钉（28）固定在一级活塞杆（19）上，并将第二压套（31）压紧，压环（29）内部设有第三导向环（25）和第三轴用方形圈（26）。
9.根据权利要求1-8所述的任意一种管端水压试验机增压方法,其特征在于：具体步骤为：当管端水压机工作时，钢管端部充满水准备增压时，首先低压水进口（22）打开进水，将高压缸（20）右侧水腔充满水，此时，一级活塞杆（19）和二级活塞杆（10）处于初始状态，即最左端；然后高压水出口（21）打开与接箍内的水连通；第三油口（24）进油，第一油口（30）回油，随着油压的升高，一级活塞杆（19）移动，由于一级活塞杆（19）左端油压面积大于右端水压面积，使得水压与油压成比例关系升高，直至将接箍内的水压升高到所需压力，达到接箍所需压力时第三油口（24）封闭，停止进油；由于一级活塞杆（19）体积较大，压力升高较快，水压难以稳定，此时，第二油口（1）进油，推动二级活塞杆（10）向右移动，由于二级活塞杆（10）比一级活塞杆（19）体积小，所以水压升高较慢，直至增压到所需压力，实现了稳定升压功能；试压结束后，第二油口（1）、第三油口（24）打开回油，第一油口（30）进油时一级活塞杆（19）回到初始状态，低压水进口（22）打开进水，水压将二级活塞杆（10）推回初始状态，并准备进行下一次增压。
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