CN111947953B - 压力环境模拟系统和压力环境模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压力环境模拟系统和压力环境模拟方法，压力模拟系统包括：承压装置，内部设置有内腔，内腔用于放置被测装置；第一增压装置，内部设置有第一无杆腔、第一有杆腔和第一活塞，第一活塞设置于第一有杆腔内，第一无杆腔与内腔连通；第一动力装置，第一动力装置与第一有杆腔连接。通过第一动力装置为第一增压装置的第一活塞提供动力，实现了承压装置的内腔达到相应的高压，使得压力环境模拟系统可以模拟高压环境。第一动力装置驱动第一活塞从第一有杆腔向第一无杆腔运动，此时，第一无杆腔和内腔中预装的流体介质被压缩，第一无杆腔和内腔的压力随之升高。

Description

压力环境模拟系统和压力环境模拟方法

技术领域

本发明涉及模拟施工环境技术领域，具体而言，涉及压力环境模拟系统和压力环境模拟方法。

背景技术

随着油气、矿产等资源的开发利用，越来越多的设备需要工作在地下，甚至是深井底部等工作环境十分复杂的区域。当钻探或掘进设备在地下或海底作业时，作用在设备上方的地下水或海水会对作业设备施加一定的压力，且该压力随着作业深度的增加而增大。因此，工作设备的可靠性对项目的顺利进行而言就显得尤为重要。

相关技术中，主要采用高压水和压缩空气对承压装置内部进行加压，模拟装置由于增压方式的局限，其内部难以达到很高的压力，所能模拟的深水环境深度有限。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一个方面在于提出了一种压力环境模拟系统。

本发明的第二个方面在于提出了一种压力环境模拟方法。

有鉴于此，根据本发明的第一个方面，提出了一种压力环境模拟系统，包括：承压装置，内部设置有内腔，内腔用于放置被测装置；第一增压装置，内部设置有第一无杆腔、第一有杆腔和第一活塞，第一活塞设置于第一有杆腔内，第一无杆腔与内腔连通；第一动力装置，第一动力装置与第一有杆腔连接。

本发明提供的压力环境模拟系统，包括承压装置、第一增压装置和第一动力装置，其中，第一增压装置的第一无杆腔与承压装置的内腔连通，第一增压装置的第一有杆腔与第一动力装置连通。通过第一动力装置为第一增压装置的第一活塞提供动力，实现了承压装置的内腔达到相应的高压，使得压力环境模拟系统可以模拟高压环境。具体地，第一动力装置启动后，通过向第一有杆腔施加压力为第一活塞提供动力，使得第一活塞从第一有杆腔向第一无杆腔运动，此时，第一无杆腔和内腔中预装的流体介质被压缩，第一无杆腔和内腔的压力随之升高。本申请提供的压力环境模拟系统，通过为内腔提供高压，使得压力环境模拟系统可模拟的压力范围更广，进而实现模拟复杂的施工环境。基于此，本发明彻底解决背景技术中，模拟装置内部难以达到很高的压力，所能模拟的深水环境深度有限的问题。

另外，根据本发明提供的上述技术方案中的压力环境模拟系统，还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，第一动力装置包括：第一液压泵站，第一液压泵站的出油口与第一有杆腔连通；压力环境模拟系统还包括：液压油箱，液压油箱与第一液压泵站的出油口连接。

在该技术方案中，第一承压装置包括第一液压泵站，压力环境模拟系统还包括液压油箱。第一液压泵站的出油口分别与第一有杆腔和液压油箱连通。通过第一液压泵站将液压油箱中液压油输送到第一有杆腔，进而推动第一活塞由第一有杆腔向第一无杆腔运动，使得第一无杆腔和内腔中预装的流体介质被压缩，第一无杆腔和内腔的压力随之升高。通过第一液压泵站为第一增压装置的第一活塞提供动力，进而实现承压装置的内腔达到相应的高压。

在上述任一技术方案中，第一动力装置还包括：第一溢流阀，第一溢流阀设置于液压油箱与第一液压泵站的出油口连接的管路上。

在该技术方案中，第一动力装置还包括第一溢流阀。第一溢流阀设置于液压油箱与第一液压泵站的出油口连接的管路上，也即，第一溢流阀所在管路为第一液压泵站的回油管路。通过调节第一溢流阀的开度，可以调节第一溢流阀的阀前压力值，进而控制内腔的压力值。

在上述任一技术方案中，压力环境模拟系统还包括：第二动力装置；第一驱动装置，内部设置有第二无杆腔、第二有杆腔和第二活塞，第二活塞设置于第二有杆腔内，第二无杆腔与内腔连通，第二有杆腔与第二动力装置或液压油箱连接；第二驱动装置，内部设置有第三无杆腔、第三有杆腔和第三活塞，第三活塞设置于第三有杆腔内，第三无杆腔与内腔连通，第三有杆腔与液压油箱或第二动力装置连接。

在一些极端的施工环境中，被测装置浸没在掺混有泥沙的地下水或泥浆中进行长期作业，而被测装置的旋转部件在运动过程中会带动裹挟泥沙的水体流动，泥沙会造成被测装置的卡阻和磨损，影响设备的正常运行。因此，对被测装置在地面上进行泥浆环境工作可靠性的测试是非常有必要的。

在该技术方案中，压力环境模拟系统还包括第二动力装置、第一驱动装置和第二驱动装置，第一驱动装置的第二无杆腔和第二驱动装置的第三无杆腔分别与内腔连通。通过第二动力装置驱动第一驱动装置的第二活塞或第二驱动装置的第三活塞运动，实现了驱动承压装置的内腔中的流体介质运动，使得内腔中的流体介质处于流动状态，进而实现模拟更加复杂的施工环境，以检测被测装置在流动的流体介质环境中工作的可靠性。

具体地，在对被测装置进行测试前，在第二无杆腔、第三无杆腔和内腔中预装流体介质。

在具体地测试过程中，驱动内腔中流体介质运动的过程，包括：

第一驱动过程：先将第二有杆腔与第二动力装置连接，第三有杆腔与液压油箱连接，此时，第二动力装置驱动第二活塞从第二有杆腔向第二无杆腔运动，进而驱动第二无杆腔中的流体介质向内腔中流动，引起内腔中的压力升高，同时鼓动内腔中的流体介质一起运动。内腔中的压力升高后，驱动第三活塞向远离第三无杆腔的方向运动，第三无杆腔的容积增大，内腔中的流体介质流入第三无杆腔，内腔压力随之降低。

第二驱动过程：当第二活塞运动至第二无杆腔的端部时，将第二有杆腔与液压油箱连接，第三有杆腔与第二动力装置连接，此时，第二动力装置驱动第三活塞从第三有杆腔向第三无杆腔运动，进而驱动第三无杆腔中的流体介质向内腔中流动，引起内腔中的压力升高，同时鼓动内腔中的流体介质一起运动。内腔中的压力升高后，驱动第二活塞向远离第二无杆腔的方向运动，第二无杆腔的容积增大，内腔中的流体介质流入第二无杆腔，内腔压力随之降低。

通过循环交替执行第一驱动过程和第二驱动过程，实现驱动内腔中的流体介质持续流动，进而实现模拟被测装置在流动的流体介质环境中工作，以检测被测装置的可靠性。

进一步地，第二无杆腔和第三无杆腔分别通过承压装置的底部与内腔连通。此时，第二无杆腔和/或第三无杆腔内的流体介质流入内腔时，将从内腔的底面向上流动，以便带动流体介质中沉降到内腔底部的泥土和砂石向上运动，防止流体介质中的泥土和砂石沉降到内腔底部。

在具体应用过程中，通过将第一驱动装置与第二驱动装置设置为具有相同的尺寸规格，以实现在驱动内腔中流体介质运动时，第二无杆腔的容积变化量与第三无杆腔的容积变化量相等，进而保证在驱动内腔中流体介质运动时，不会引起内腔中的压力值的变化。

可以理解的是，本发明可以在内腔、第二无杆腔和第三无杆腔中预装泥浆，以模拟被测装置在具有流动泥浆的环境中工作，进而检测被测装置的可靠性。当然，也可以预装其他流体介质，以实现压力环境模拟系统可以模拟多种高压流体环境。

在上述任一技术方案中，第二动力装置包括：第二液压泵站，第二液压泵站的出油口与液压油箱连通。

在该技术方案中，第二动力装置包括第二液压泵站。在上述第一驱动过程中，第二液压泵站的出油口与第二有杆腔连接，第二液压泵站将液压油箱中的液压油输送至第二有杆腔，进而驱动第二活塞由第二有杆腔向第二无杆腔运动，以便驱动第二无杆腔中的流体介质向承压装置的内腔中流动，使得承压装置的内腔中的流体介质处于流动状态。在上述第二驱动过程中，第二液压泵站的出油口与第三有杆腔连接，第二液压泵站将液压油箱中的液压油输送至第三有杆腔，进而驱动第三活塞由第三有杆腔向第三无杆腔运动，以便驱动第三无杆腔中的流体介质向承压装置的内腔流动，使得承压装置的内腔中的流体介质处于流动状态。

在上述任一技术方案中，第二动力装置还包括：第二溢流阀，第二溢流阀设置于第二液压泵站的出油口与液压油箱连接的管路上。

在该技术方案中，第二动力装置还包括第二溢流阀。第二溢流阀设置于第二液压泵站的出油口与液压油箱连接的管路上，也即，第二溢流阀所在管路为第二液压泵站的回油管路。通过调节第二溢流阀的开度，可以控制第二有杆腔和第三有杆腔的压力值。

在上述任一技术方案中，第二动力装置包括：第一换向阀；第一换向阀包括：第一端口，第一端口与第二液压泵站的出油口连接；第二端口，第二端口与第二有杆腔连接；第三端口，第三端口与第三有杆腔连接；第四端口，第四端口与液压油箱连接；第一换向阀具有第一工作状态和第二工作状态，第一换向阀处于第一工作状态时，第二有杆腔与第二液压泵站连接，第三有杆腔与液压油箱连接；第一换向阀处于第二工作状态时，第二有杆腔与液压油箱连接，第三有杆腔与第二液压泵站连接。

在该技术方案中，第二动力装置还包括第一换向阀，第一换向阀包括四个端口。第一换向阀具有第一工作状态和第二工作状态。在具体地检测过程中，当第一换向阀切换至第一工作状态时，第一端口与第二端口连通，第三端口与第四端口连通。此时，第二液压泵站与第二有杆腔连通，液压油箱与第三有杆腔连通，第二液压泵站执行上述第一驱动过程，以驱动内腔中的流体介质运动。当第一换向阀切换至第二工作状态时，第一端口与第三端口连通，第二端口与第四端口连通。此时，第二液压泵站与第三有杆腔的连通，第二有杆腔与液压油箱的连通，第二液压泵站执行上述第二驱动过程，以驱动内腔中的流体介质运动。

通过设置第一换向阀，只需控制第一换向阀在第一工作状态和第二工作状态之间循环切换，就可以实现驱动内腔中的流体介质持续流动，进而实现模拟被测装置在流动的流体介质环境中工作，以检测被测装置的可靠性，操作简单方便，生产成本低，检测效率高。

具体地，第一换向阀可以是三位四通换向阀。

在上述任一技术方案中，第二动力装置还包括：第一节流阀，第一节流阀设置于第四端口与液压油箱连接的管路上。

在该技术方案中，第二动力装置还包括第一节流阀。通过设置第一节流阀，第二有杆腔和/或第三有杆腔中液压油通过第一换向阀的第四端口向液压油箱回油时，第一节流阀可以为回油提供一定的背压，防止第一驱动装置的第二活塞和/或第二驱动装置的第三活塞因单侧压力过大而运动失速，导致第一驱动装置和/或第二驱动装置损坏。此外，通过调节第一节流阀的开度，可以控制第二有杆腔和/或第三有杆腔回油时的流速，进而控制第三活塞在上述第一驱动过程和第二活塞在上述第二驱动过程中的运动速度。

在上述任一技术方案中，压力环境模拟系统还包括：第三动力装置，第三动力装置与被测装置的容腔连通。

在该技术方案中，压力环境模拟系统还包括第三动力装置。通过设置第三动力装置输出动力，可以调节被测装置的容腔的压力值，进而实现调节被测装置的容腔的容积，以及为容腔压力有要求的被测装置的容腔提供压力。通过调节被测装置的容腔的容积，实现了模拟容腔容积可变的被测装置的工作环境，使得压力环境模拟系统的适用范围更加广泛。

此外，通过第三动力装置调节被测装置的容腔的容积时，不会改变内腔的压力值。

在上述任一技术方案中，第三动力装置包括：第三溢流阀；第三液压泵站，第三液压泵站的出油口通过第三溢流阀与液压油箱连通；液压缸，内部设置有第四无杆腔、第四有杆腔和第四活塞，第四活塞设置于第四有杆腔内，第四无杆腔与内腔连通，第四有杆腔与第三液压泵站的出油口或液压油箱连通。

在该技术方案中，第三动力装置包括第三溢流阀、第三液压泵站和液压缸。具体地，在需要检测被测装置的容腔的容积增大时工作状态时，将第四有杆腔与第三液压泵站的出油口连接，此时，第三液压泵站将液压油箱中的液压油输送至液压缸的第四有杆腔，第四有杆腔的压力升高，推动第四活塞从第四有杆腔向第四无杆腔运动，第四无杆腔和被测装置的容腔内的预装的液体介质被压缩，被测装置的容腔的压力将升高。通过调节第三溢流阀的开度，被测装置的容腔的压力逐渐大于内腔中的压力，此时，被测装置的容腔的容积增大。

在需要检测被测装置的容腔的容积减小时工作状态时，将第四有杆腔与液压油箱连接，第四有杆腔中的液压油通过管路向液压油箱回油，第四有杆腔中的压力随之降低，第四活塞在第四无杆腔内的液体介质的作用下向远离第四无杆腔的方向运动，被测装置的容腔和第四无杆腔内的液体介质的体积增大，被测装置的容腔的压力随之减小，此时，被测装置的容腔的容积减小。

进一步地，在上述调节被测装置的容腔的容积时，不会改变内腔的压力值。具体地，以减小被测装置的容腔的容积为例，当第四有杆腔与液压油箱连接，第四有杆腔中的液压油通过管路向液压油箱回油，第四有杆腔的压力随之降低，第四活塞在第四无杆腔内的液体介质的作用下向远离第四无杆腔的方向运动，第四无杆腔的液体介质的体积增大、压力减小，使得被测装置的容腔中的液体介质流入第四无杆腔，进而使得被测装置的容腔的压力随之减小，此时，被测装置的容腔的容积减小，也即，内腔中的被测装置的体积变小，导致内腔中流体介质的体积增大，内腔的压力减小，同时第一无杆腔的压力随之下降。由于第一液压泵站输出压力恒定，所以，第一液压泵站的输出压力高于第一无杆腔的压力，进而第一液压泵站驱动第一活塞从第一有杆腔向第一无杆腔运动，第一无杆腔中的流体介质流入内腔，填补被测装置内液体介质流入第四无杆腔的体积。此时，内腔和第一无杆腔内的压力回升，直至与第一有杆腔达到新的平衡。

整个调节被测装置的容腔的容积过程中，相当于内腔和被测装置的容腔中的介质的总体积没有变，流出第一无杆腔的流体介质的体积与流入第四无杆腔的液体介质的体积相等。同时，由于第一液压泵站向第一有杆腔的输油量远大于第四有杆腔向液压油箱的回油量，所以整个调节被测装置的容腔的容积过程中，内腔的压力在偏离目标压力值后会迅速恢复，接近不变。

在上述任一技术方案中，第三动力装置还包括：第二换向阀；第二换向阀包括：第五端口，第五端口与第三液压泵站的出油口连接；第六端口，第六端口与第四有杆腔连接；第七端口，第七端口与液压油箱连接；第二换向阀具有第三工作状态和第四工作状态，第二换向阀处于第三工作状态时，第四有杆腔与第三液压泵站连接，第二换向阀处于第四工作状态时，第四有杆腔与液压油箱连接。

在该技术方案中，第三动力装置还包括第二换向阀，第二换向阀包括三个端口。第二换向阀具有第三工作状态和第四工作状态。

在具体地测试过程中，当第二换向阀切换至第三工作状态时，第二换向阀的第五端口与第二换向阀的第六端口连通。此时，第三液压泵站与第四有杆腔连通，第三液压泵站驱动第四活塞从第四有杆腔向第四无杆腔运动，进而实现被测装置的容腔的容积增大。

当第二换向阀切换至第四工作状态时，第二换向阀的第六端口与第二换向阀的第七端口连通。此时，第四有杆腔与液压油箱连通，第四有杆腔中的液压油向液压油箱回流，第四活塞朝远离第四无杆腔的方向运动，进而实现被测装置的容腔的容积减小。

通过设置第二换向阀，只需控制第二换向阀在第三工作状态和第四工作状态之间切换，即可实现增大被测装置的容腔的容积或减小被测装置的容腔的容积，操作简单方便，生产成本低，检测效率高。

具体地，第二换向阀可以是三位三通换向阀。

在上述任一技术方案中，第三动力装置还包括：第二节流阀，第二节流阀设置于第七端口与液压油箱连接的管路上。

在该技术方案中，第三动力装置还包括第二节流阀。通过设置第二节流阀，第四有杆腔在通过第二换向阀的第七端口向液压油箱回油时，第二节流阀可以为回油提供一定的背压，防止液压缸的第四活塞因单侧压力过大而运动失速，导致液压缸损坏。此外，通过调节第二节流阀的开度，可以控制第四有杆腔回油时的流速，进而控制在上述减小被测装置的容腔的容积的过程中第四活塞的运动速度。

在上述任一技术方案中，承压装置上设置有排气口，排气口与内腔连通。

在该技术方案中，承压装置上还设置有排气口。具体地，在向承压装置的内腔和第一无杆腔预装流体介质时，承压装置的内腔的气体通过排气口排出。进一步地，排气孔设置在承压装置的顶部，以便于排出内腔中更多的空气，进而在内腔中预装更多的流体介质。

在上述任一技术方案中，承压装置还包括：第一压力表，第一压力表的测压口与内腔连接。

在该技术方案中，承压装置还包括第一压力表。具体地，第一压力表的测压口与承压装置的内腔连接，用于显示承压装置的内腔的压力值。此外，在调节第一溢流阀的开度时，可以通过第一压力表显示的压力值准确控制承压装置的内腔的压力值，便于将承压装置的内腔的压力值控制在目标压力值。进一步地，第一压力表可以设置在承压装置的内腔的顶部，以使得在进行压力测量时更加准确。

在上述任一技术方案中，承压装置还包括：第二压力表，第二压力表的测压口与被测装置的容腔连接。

在该技术方案中，承压装置还包括第二压力表。具体地，第二压力表与被测装置的容腔连接，用于显示被测装置的容腔的压力值。此外，在调节第三溢流阀的开度时，可以通过第二压力表显示的压力值准确控制被测装置的腔体的压力变化，进而实现将被测装置的腔体的压力值控制在预设压力值。进一步地，第二压力表可以设置在承压装置的顶部，以使得在进行压力测量时更加准确。

根据本发明的第二个方面，提出了一种压力环境模拟方法，采用如本发明上述任一实施例中的压力环境模拟系统，压力环境模拟方法包括：将被测装置放入内腔；封闭内腔，将内腔和第一无杆腔内注满流体介质；启动第一动力装置，控制内腔的压力值达到目标压力值。

本发明提供的压力环境模拟方法，在向内腔和第一无杆腔内注满流体介质时，第一无杆腔和内腔内的空气可以通过承压装置上的排气口排出，以便在第一无杆腔和内腔中预装足量的流体介质。通过第一动力装置为第一增压装置的第一活塞提供动力，实现了承压装置的内腔达到相应的高压，进而实现了为被测装置提供高压模拟环境。具体地，第一动力装置启动后，通过向第一有杆腔施加压力为第一活塞提供动力，使得第一活塞从第一有杆腔向第一无杆腔运动，此时，第一无杆腔和内腔中的流体介质被压缩，第一无杆腔和内腔的压力随之升高。本申请提供的压力环境模拟方法，通过为内腔提供高压，使得为被测装置进行压力环境模拟时，可模拟的压力范围更广，进而实现模拟复杂的施工环境。基于此，本发明彻底解决背景技术中，模拟装置内部难以达到很高的压力，所能模拟的深水环境深度有限的问题。

在上述技术方案中，启动第一动力装置，控制内腔的压力值达到目标压力值步骤，具体包括:控制第一动力装置的第一溢流阀的开度调至最大；启动第一动力装置的第一液压泵站；调节第一溢流阀的开度，控制第一液压泵站驱动第一活塞从第一有杆腔向第一无杆腔运动。

在该技术方案中，控制第一溢流阀的开度调至最大，再启动第一液压泵站。通过调节第一溢流阀的开度，可以调节第一溢流阀的阀前压力值，进而控制内腔的压力值，使得承压装置的内腔压力达到目标压力值。

在上述任一技术方案中，在执行启动第一动力装置的步骤之前，还包括如下步骤：将压力环境模拟系统的第一驱动装置的第二无杆腔和压力环境模拟系统的第二驱动装置的第三无杆腔内注满流体介质；启动压力环境模拟系统的第二动力装置，驱动内腔中的流体介质运动。

在一些极端的施工环境中，被测装置浸没在掺混有泥沙的地下水或泥浆中进行长期作业，而被测装置的旋转部件在运动过程中会带动裹挟泥沙的水体流动，泥沙会造成被测装置的卡阻和磨损，影响设备的正常运行。因此，对被测装置在地面上进行泥浆环境工作可靠性的测试是非常有必要的。

在该技术方案中，压力环境模拟系统的第一驱动装置的第二无杆腔和第二驱动装置的第三无杆腔分别与内腔连通。将第二无杆腔和第三无杆腔内注满流体介质，启动压力环境模拟系统的第二动力装置，通过第二动力装置驱动第一驱动装置的第二活塞或第二驱动装置的第三活塞运动，实现了驱动内腔中的流体介质运动，使得内腔中的流体介质处于流动状态，进而实现模拟被测装置在流动的流体介质环境中工作，以检测被测装置的可靠性。

在具体地测试过程中，驱动内腔中流体介质运动的过程，具体包括：

第一驱动过程：先将第二有杆腔与第二动力装置连接，第三有杆腔与液压油箱连接，此时，第二动力装置驱动第二活塞从第二有杆腔向第二无杆腔运动，进而驱动第二无杆腔中的流体介质向内腔中流动，引起内腔中的压力升高，同时鼓动内腔中的流体介质一起运动。内腔中的压力升高后，驱动第三活塞向远离第三无杆腔的方向运动，第三无杆腔的容积增大，内腔中的流体介质流入第三无杆腔，内腔压力随之降低。

第二驱动过程：当第二活塞运动至第二无杆腔的端部时，将第二有杆腔与液压油箱连接，第三有杆腔与第二动力装置连接，此时，第二动力装置驱动第三活塞从第三有杆腔向第三无杆腔运动，进而驱动第三无杆腔中的流体介质向内腔中流动，引起内腔中的压力升高，同时鼓动内腔中的流体介质一起运动。内腔中的压力升高后，驱动第二活塞向远离第二无杆腔的方向运动，第二无杆腔的容积增大，内腔中的流体介质流入第二无杆腔，内腔压力随之降低。

通过循环交替执行第一驱动过程和第二驱动过程，实现驱动内腔中的流体介质持续流动，进而实现模拟被测装置在流动的流体介质环境中工作，以检测被测装置的可靠性。

进一步地，第二无杆腔和第三无杆腔分别通过承压装置的底部与内腔连通。此时，第二无杆腔和/或第三无杆腔内的流体介质流入内腔时，将从内腔的底面向上流动，以便带动流体介质中沉降到内腔底部的泥土和砂石向上运动，防止流体介质中的泥土和砂石沉降到内腔底部。

在具体应用过程中，通过将第一驱动装置与第二驱动装置设置为具有相同的尺寸规格，以实现在驱动内腔中流体介质运动时，第二无杆腔的容积变化量与第三无杆腔的容积变化量相等，进而保证在驱动内腔中流体介质运动时，不会引起内腔中的压力值的变化。

可以理解的是，本发明可以在内腔、第二无杆腔和第三无杆腔中预装泥浆，以模拟被测装置在具有流动泥浆的环境中工作，进而检测被测装置的可靠性。当然，也可以预装其他流体介质，以实现压力环境模拟系统可以模拟多种高压流体环境。

在上述任一技术方案中，启动压力环境模拟系统的第二动力装置，驱动内腔中的流体介质运动的步骤，具体包括：控制第二动力装置的第二溢流阀的开度调至最大；启动第二动力装置的第二液压泵站；调节第二溢流阀的开度，并控制第二动力装置的第一换向阀在第一工作状态和第二工作状态之间循环切换。

在该技术方案中，先将第二溢流阀的开度调至最大，再启动第二液压泵站。调节第二溢流阀的开度，使得第二液压泵站吸取的液压油流向第一驱动装置或第二驱动装置，为第一驱动装置或第二驱动装置提供动力，进而通过第一驱动装置和/或第二驱动装置的运动驱动内腔中的流体介质运动，使得内腔中的流体介质处于流动状态，进而实现模拟更加复杂的施工环境，以检测被测装置在流动流体介质的环境中工作的可靠性。

通过控制第一换向阀在第一工作状态和第二工作状态之间循环切换，可以实现驱动内腔中的流体介质持续流动，进而实现模拟被测装置在流动的流体介质环境中工作，以检测被测装置的可靠性。具体地，第一换向阀处于第一工作状态时，第二有杆腔与第二液压泵站连接，第三有杆腔与液压油箱连接，第二液压泵站驱动第一驱动装置运动，进而驱动内腔中的流体介质运动，使得内腔中的流体介质处于流动状态；第一换向阀处于第二工作状态时，第二有杆腔与液压油箱连接，第三有杆腔与第二液压泵站连接，第二液压泵站驱动第二驱动装置运动，进而驱动内腔中流体介质运动，使得内腔中的流体介质处于流动状态。

在上述任一技术方案中，第二动力装置的第一换向阀位于第一工作状态的步骤，具体包括：控制第二液压泵站驱动第一驱动装置的第二活塞从第一驱动装置的第二有杆腔向第二无杆腔运动。

在该技术方案中，第一换向阀处于第一工作状态时，第二有杆腔与第二液压泵站连接，第三有杆腔与液压油箱连接，第二液压泵站将液压油箱中的液压油输送至第二有杆腔，进而驱动第二活塞由第二有杆腔向第二无杆腔运动。第二活塞向第二无杆腔运动，驱动第二无杆腔中的流体介质向内腔中流动，引起内腔的压力升高，同时鼓动内腔中的流体介质一起运动。内腔中的压力升高后，驱动第三活塞向远离第三无杆腔的方向运动，第三无杆腔的容积增大，内腔中的流体介质流入第三无杆腔，内腔的压力随之降低。而第三有杆腔中的液压油被压缩，压力随之升高，第三有杆腔中的液压油通过回油管路流向液压油箱。

在上述任一技术方案中，第二动力装置的第一换向阀位于第二工作状态的步骤，具体包括：控制第二液压泵站驱动第二驱动装置的第三活塞从第二驱动装置的第三有杆腔向第三无杆腔运动。

在该技术方案中，第一换向阀处于第二工作状态时，第三有杆腔与第二液压泵站连接，第二有杆腔与液压油箱连接，第二液压泵站将液压油箱中的液压油输送至第三有杆腔，进而驱动第三活塞由第三有杆腔向第三无杆腔运动。第三活塞向第三无杆腔运动，驱动第三无杆腔中的流体介质向内腔中流动，引起内腔的压力升高，同时鼓动内腔中的流体介质一起运动。内腔的压力升高后，驱动第二活塞向远离第二无杆腔的方向运动，第二无杆腔的容积增大，内腔中的流体介质流入第二无杆腔，内腔的压力随之降低。而第二有杆腔中的液压油被压缩，压力随之升高，第二有杆腔中的液压油通过回油管路流向液压油箱。

在上述任一技术方案中，被测装置的容腔的容积可变，在执行启动第一动力装置，控制内腔的压力值达到目标压力值的步骤之后，压力环境模拟方法还包括如下步骤：启动压力环境模拟系统的第三动力装置，调节被测装置的容腔的容积。

在该技术方案中，第三动力装置与被测装置的容腔连接，启动压力环境模拟系统的第三动力装置，通过第三动力装置输出动力，可以调节被测装置的容腔的压力值，被测装置的容腔的容积可变时，可以进一步实现调节被测装置的容腔的容积。此外，启动第三动力装置还可为容腔压力有要求的被测装置提供压力。通过调节被测装置的容腔的容积，可以模拟容腔容积可变的被测装置的工作环境，使得压力环境模拟方法的适用范围更加广泛。

在上述任一技术方案中，启动压力环境模拟系统的第三动力装置，调节被测装置的容腔的容积的步骤，具体包括：将被测装置的容腔和第三动力装置的液压缸的第四无杆腔内充满液体介质；控制第三动力装置的第三溢流阀的开度调至最大；启动第三动力装置的第三液压泵站；控制第三动力装置的第二换向阀位于第三工作状态；调节第三溢流阀的开度，控制第三液压泵站驱动液压缸的第四活塞从液压缸的第四有杆腔向第四无杆腔运动。

在该技术方案中，控制第三溢流阀的开度调至最大，启动第三液压泵站。控制第三动力装置的第二换向阀位于第三工作状态，此时，第四有杆腔与第三液压泵站连接。通过调节第三溢流阀的开度，使得第三液压泵站将液压油箱中的液压油输送至液压缸的第四有杆腔，第四有杆腔的压力升高，推动第四活塞从第四有杆腔向第四无杆腔运动，第四无杆腔和被测装置的容腔内的液体介质被压缩，被测装置的容腔的压力将升高，通过调节第三溢流阀的开度，被测装置的容腔的压力逐渐大于内腔中的压力，此时，被测装置的容腔的容积增大。通过增大被测装置的容腔的容积，以便于检测被测装置的容腔的容积增大时，被测装置在高压环境下的工作状态。

在上述任一技术方案中，启动压力环境模拟系统的第三动力装置，调节被测装置的容腔的容积的步骤，具体包括：将被测装置的容腔和第三动力装置的液压缸的第四无杆腔内充满液体介质；控制第三动力装置的第二换向阀位于第四工作状态；控制液压缸的第四活塞从第四无杆腔向液压缸的第四有杆腔运动。

在该技术方案中，控制第三动力装置的第二换向阀位于第四工作状态，此时，第四有杆腔与液压油箱连接，第四有杆腔中的液压油通过管路向液压油箱回油，第四有杆腔中的压力随之降低，第四活塞在第四无杆腔内的液体介质的作用下向远离第四无杆腔的方向运动，被测装置的容腔和第四无杆腔中的液体介质的体积增大，被测装置的容腔的压力随之减小，此时，被测装置的容腔的容积减小。通过减小被测装置的容腔的容积，以便于检测被测装置的容腔的容积减小时，被测装置在高压环境下的工作状态。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明的一个实施例的压力环境模拟系统的结构示意图；

图2示出了本发明一个实施例的压力环境模拟方法的流程示意图；

图3示出了本发明另一个实施例的压力环境模拟方法的流程示意图；

图4示出了本发明再一个实施例的压力环境模拟方法的流程示意图；

图5示出了本发明又一个实施例的压力环境模拟方法的流程示意图；

图6示出了本发明又一个实施例的压力环境模拟方法的流程示意图；

图7示出了本发明又一个实施例的压力环境模拟方法的流程示意图；

图8示出了本发明又一个实施例的压力环境模拟方法的流程示意图；

图9示出了本发明又一个实施例的压力环境模拟方法的流程示意图。

其中，附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100承压装置，102内腔，104排气口，106第一压力表，108第二压力表，200被测装置，300第一增压装置，302第一无杆腔，304第一有杆腔，306第一活塞，400第一动力装置，402第一液压泵站，900液压油箱，406第一溢流阀，500第一驱动装置，502第二无杆腔，504第二有杆腔，506第二活塞，600第二驱动装置，602第三无杆腔，604第三有杆腔，606第三活塞，700第二动力装置，702第二液压泵站，704第二溢流阀，706第一换向阀，708第一节流阀，800第三动力装置，802第三溢流阀，804第三液压泵站，806液压缸，808第四无杆腔，810第四有杆腔，812第四活塞，814第二换向阀，816第二节流阀。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图5描述根据本发明的一些实施例提供的压力环境模拟系统和压力环境模拟方法。

实施例一

本发明的第一个方面的实施例，提出了一种压力环境模拟系统，如图1所示，包括：承压装置100，内部设置有内腔102，内腔102用于放置被测装置200；第一增压装置300，内部设置有第一无杆腔302、第一有杆腔304和第一活塞306，第一活塞306设置于第一有杆腔304内，第一无杆腔302与内腔102连通；第一动力装置400，第一动力装置400与第一有杆腔304连接。

本发明实施例提供的压力环境模拟系统，包括承压装置100、第一增压装置300和第一动力装置400，其中，第一增压装置300的第一无杆腔302与承压装置100的内腔102连通，第一增压装置300的第一有杆腔304与第一动力装置400连通。通过第一动力装置400为第一增压装置300的第一活塞306提供动力，实现了承压装置100的内腔102达到相应的高压，使得压力环境模拟系统可以模拟高压环境。具体地，第一动力装置400启动后，通过向第一有杆腔304施加压力为第一活塞306提供动力，使得第一活塞306从第一有杆腔304向第一无杆腔302运动，此时，第一无杆腔302和内腔102中预装的流体介质被压缩，第一无杆腔302和内腔102的压力会随之升高。本申请提供的压力环境模拟系统，通过为内腔102提供高压，使得压力环境模拟系统可模拟的压力范围更广，进而实现模拟复杂的施工环境。基于此，本发明彻底解决背景技术中，模拟装置内部难以达到很高的压力，所能模拟的深水环境深度有限的问题。

实施例二

在一个具体的实施例中，第一动力装置400包括：第一液压泵站402，第一液压泵站402的出油口与第一有杆腔304连通；压力环境模拟系统还包括：液压油箱900，液压油箱900与第一液压泵站402的出油口连接。

在该实施例中，通过第一液压泵站402将液压油箱900中液压油输送到第一有杆腔304，进而推动第一活塞306由第一有杆腔304向第一无杆腔302运动，使得第一无杆腔302和内腔102中预装的流体介质被压缩，第一无杆腔302和内腔102的压力随之升高。通过第一液压泵站402为第一增压装置300的第一活塞306提供动力，进而实现承压装置100的内腔102也达到相应的高压。

进一步地，第一动力装置400还包括：第一溢流阀406，第一溢流阀406设置于液压油箱900与第一液压泵站402的出油口连接的管路上。

在该实施例中，第一溢流阀406设置于液压油箱900与第一液压泵站402的出油口连接的管路上，也即，第一溢流阀406所在管路为第一液压泵站402的回油管路。通过调节第一溢流阀406的开度，可以调节第一溢流阀406的阀前压力值，进而控制内腔102的压力值。具体地，第一液压泵站402从液压油箱900中吸取的液压油，一部分通过管路流入第一有杆腔304，另一部分通过第一溢流阀406所在的回油管路流回液压油箱900。当第一溢流阀406的开度越大，通过第一溢流阀406所在的回油管路流回液压油箱900的油液越多，相对地，流入第一有杆腔304中的油液也就越少。因此，当第一溢流阀406的开度越大，则第一溢流阀406的阀前压力值越小，相应的内腔102的压力值也越小。

实施例三

在上述任一实施例的基础上，压力环境模拟系统还包括：第二动力装置700；第一驱动装置500，内部设置有第二无杆腔502、第二有杆腔504和第二活塞506，第二活塞506设置于第二有杆腔504内，第二无杆腔502与内腔102连通，第二有杆腔504与第二动力装置700或液压油箱900连接；第二驱动装置600，内部设置有第三无杆腔602、第三有杆腔604和第三活塞606，第三活塞606设置于第三有杆腔604内，第三无杆腔602与内腔102连通，第三有杆腔604与液压油箱900或第二动力装置700连接。

在一些极端的施工环境中，被测装置200需要浸没在掺混有泥沙的地下水或泥浆中进行长期作业，而被测装置200的旋转部件在运动过程中会带动裹挟泥沙的水体流动，泥沙会造成被测装置200因卡阻和磨损而失效，影响设备的正常运行。因此，对被测装置200在地面上进行泥浆环境工作可靠性的测试是非常有必要的。

在该实施例中，压力环境模拟系统还包括第二动力装置700、第一驱动装置500和第二驱动装置600。通过第二动力装置700驱动第一驱动装置500和第二驱动装置600，可以驱动承压装置100的内腔102中的流体介质运动，使得内腔102中的流体介质处于流动状态，进而实现模拟更加复杂的施工环境，以检测被测装置200在流动的流体介质环境中工作的可靠性。

具体地，在对被测装置200进行测试前，在第二无杆腔502、第三无杆腔602和内腔102中预装流体介质。

在具体地测试过程中，驱动内腔102中流体介质运动的过程，包括：

第一驱动过程：先将第二有杆腔504与第二动力装置700连接，第三有杆腔604与液压油箱900连接，此时，第二动力装置700驱动第二活塞506从第二有杆腔504向第二无杆腔502运动，进而驱动第二无杆腔502中的流体介质向内腔102中流动，引起内腔102中的压力升高，同时鼓动内腔102中的流体介质一起运动。内腔102的压力升高后，驱动第三活塞606向远离第三无杆腔602的方向运动，第三无杆腔602的容积增大，内腔102中的流体介质流入第三无杆腔602，内腔102压力随之降低。

第二驱动过程：当第二活塞506运动至第二无杆腔502的端部时，将第二有杆腔504与液压油箱900连接，第三有杆腔604与第二动力装置700连接，此时，第二动力装置700驱动第三活塞606从第三有杆腔604向第三无杆腔602运动，进而驱动第三无杆腔602中的流体介质向内腔102中流动，引起内腔102中的压力升高，同时鼓动内腔102中的流体介质一起运动。内腔102的压力升高后，驱动第二活塞506向远离第二无杆腔502的方向运动，第二无杆腔502的容积增大，内腔102中的流体介质流入第二无杆腔502，内腔102压力随之降低。

通过循环交替执行第一驱动过程和第二驱动过程，实现驱动内腔102中的流体介质持续流动，进而实现模拟被测装置在流动的流体介质环境中工作，以检测被测装置的可靠性。

进一步地，第二无杆腔502和第三无杆腔602分别通过承压装置100的底部与内腔102连通。此时，第二无杆腔502和/或第三无杆腔602内的流体介质流入内腔102时，将从内腔102的底面向上流动，以便带动流体介质中沉降到内腔102底部的泥土和砂石向上运动，防止流体介质中的泥土和砂石沉降到内腔102底部。

在具体应用过程中，通过将第一驱动装置500与第二驱动装置600设置为具有相同的尺寸规格，以实现在驱动内腔102中流体介质运动时，第二无杆腔502的容积变化量与第三无杆腔602的容积变化量相等，进而保证在驱动内腔102中流体介质运动时，不会引起内腔中的压力值的变化。

可以理解的是，本发明实施例可以在内腔102、第二无杆腔502和第三无杆腔602中预装泥浆，以模拟被测装置200在具有流动泥浆的环境中工作，进而检测被测装置200的可靠性。当然，也可以预装其他流体介质，以实现压力环境模拟系统可以模拟多种高压流体环境。

实施例四

在一个具体实施例中，第二动力装置700包括：第二液压泵站702，第二液压泵站702的出油口与液压油箱900连通。

在该实施例中，在执行上述实施例三中的第一驱动过程时，在第二液压泵站702与第二有杆腔504连接，第二液压泵站702将液压油箱900中液压油输送到第二有杆腔504，进而驱动第二活塞506由第二有杆腔504向第二无杆腔502运动，以便驱动第二无杆腔502中的流体介质向承压装置100的内腔102中流动，使得承压装置100的内腔102中的流体介质处于流动状态；在执行上述实施例三中的第二驱动过程时，第二液压泵站702的出油口与第三有杆腔604连接，第二液压泵站702将液压油箱900中的液压油输送至第三有杆腔604，进而驱动第三活塞606由第三有杆腔604向第三无杆腔602运动，以便驱动第三无杆腔602中的流体介质向承压装置100的内腔102流动，使得承压装置100的内腔102中的流体介质处于流动状态。

进一步地，第二动力装置700还包括：第二溢流阀704，第二溢流阀704设置于第二液压泵站702的出油口与液压油箱900连接的管路上。

在该实施例中，第二溢流阀704设置于第二液压泵站702的出油口与液压油箱900连接的管路上，也即，第二溢流阀704所在管路为第二液压泵站702的回油管路。通过调节第二溢流阀704的开度，可以改变第二溢流阀704的阀前压力值，以实现控制液压油是否流入第二有杆腔504和/或第三有杆腔604。同时，通过调节第二溢流阀704的开度，还可以控制第二有杆腔504和第三有杆腔604的压力值。

进一步地，第二动力装置700包括：第一换向阀706；第一换向阀706包括：第一端口，第一端口与第二液压泵站702的出油口连接；第二端口，第二端口与第二有杆腔504连接；第三端口，第三端口与第三有杆腔604连接；第四端口，第四端口与液压油箱900连接；第一换向阀706具有第一工作状态和第二工作状态，第一换向阀706处于第一工作状态时，第二有杆腔504与第二液压泵站702连接，第三有杆腔604与液压油箱900连接；第一换向阀706处于第二工作状态时，第二有杆腔504与液压油箱900连接，第三有杆腔604与第二液压泵站702连接。

在该实施例中，第一换向阀706具有第一工作状态和第二工作状态。在具体地检测过程中，当第一换向阀706切换至第一工作状态时，第一端口与第二端口连通，第三端口与第四端口连通。此时，第二液压泵站702与第二有杆腔504连通，液压油箱900与第三有杆腔604连通，第二液压泵站702执行上述实施例三中的第一驱动过程，以驱动内腔中102的流体介质运动。当第一换向阀切换至第二工作状态时，第一端口与第三端口连通，第二端口与第四端口连通。此时，第二液压泵站702与第三有杆腔604连通，第二有杆腔504与液压油箱900连通，第二液压泵站702执行上述第二驱动过程，以驱动内腔102中的流体介质运动。

通过设置第一换向阀706，只需控制第一换向阀706在第一工作状态和第二工作状态之间循环切换，就可以实现驱动内腔102中的流体介质持续流动，进而实现模拟被测装置200在流动的流体介质环境中工作，以检测被测装置200的可靠性，操作简单方便，生产成本低，检测效率高。

具体地，第一换向阀706可以是三位四通换向阀。

进一步地，第二动力装置700还包括第一节流阀708，第一节流阀708设置于第四端口与液压油箱900连接的管路上。

在该实施例中，通过设置第一节流阀708，第二有杆腔504和/或第三有杆腔604中液压油在通过第一换向阀706的第四端口向液压油箱900回油时，第一节流阀708可以为回油提供一定的背压，防止第一驱动装置500的第二活塞506和/或第二驱动装置600的第三活塞606因单侧压力过大而运动失速，导致第一驱动装置500和/或第二驱动装置600损坏。此外，通过调节第一节流阀708的开度，可以控制第二有杆腔504和/或第三有杆腔604回油时的流速，进而控制第三活塞606在上述第一驱动过程和第二活塞506在上述第二驱动过程中的运动速度。

实施例五

在上述任一实施例的基础上，压力环境模拟系统还包括：第三动力装置800，第三动力装置800与被测装置200的容腔连通。

在该实施例中，压力环境模拟系统还包括第三动力装置800。通过设置第三动力装置800，可以调节被测装置200的容腔的压力值，进而实现调节被测装置200的容腔的容积，以及为容腔压力有要求的被测装置200的容腔提供压力。通过调节被测装置200的容腔的容积，实现了模拟容腔容积可变的被测装置200的工作环境，使得压力环境模拟系统的适用范围更加广泛。

此外，通过第三动力装置800调节被测装置200的容腔的容积时，不会改变内腔102的压力值。

实施例六

在一个具体的实施例中，第三动力装置800包括：第三溢流阀802；第三液压泵站804，第三液压泵站804的出油口通过第三溢流阀802与液压油箱900连通；液压缸806，内部设置有第四无杆腔808、第四有杆腔810和第四活塞812，第四活塞812设置于第四有杆腔810内，第四无杆腔808与内腔102连通，第四有杆腔810与第三液压泵站804的出油口或液压油箱900连通。

在该实施例中，第三动力装置800包括第三溢流阀802、第三液压泵站804和液压缸806。具体地，在需要检测被测装置200的容腔的容积增大时工作状态时，将第四有杆腔810与第三液压泵站804的出油口连接，此时，第三液压泵站804将液压油箱900中的液压油输送至液压缸806的第四有杆腔810，第四有杆腔810的压力升高，推动第四活塞812从第四有杆腔810向第四无杆腔808运动，第四无杆腔808和被测装置200的容腔内的预装的液体介质被压缩，被测装置200的容腔的压力将升高。通过调节第三溢流阀802的开度，被测装置200的容腔的压力逐渐大于内腔102中的压力，此时，被测装置200的容腔的容积增大。

在需要检测被测装置200的容腔的容积减小时工作状态时，将第四有杆腔810与液压油箱900连接，第四有杆腔810中的液压油通过管路向液压油箱900回油，第四有杆腔810中的压力随之降低，第四活塞812在第四无杆腔808内的液体介质的作用下向远离第四无杆腔808的方向运动，被测装置200的容腔和第四无杆腔808内的液体介质的体积增大，被测装置200的容腔的压力随之减小，此时，被测装置200的容腔的容积减小。

进一步地，在上述调节被测装置200的容腔的容积时，不会改变内腔102的压力值。具体地，以减小被测装置200的容腔的容积为例，当第四有杆腔810与液压油箱900连接，第四有杆腔810中的液压油通过管路向液压油箱900回油，第四有杆腔810的压力随之降低，第四活塞812在第四无杆腔808内的液体介质的作用下向远离第四无杆腔808的方向运动，第四无杆腔808的液体介质的体积增大、压力减小，使得被测装置200的容腔中的液体介质流入第四无杆腔808，进而使得被测装置200的容腔的压力随之减小，此时，被测装置200的容腔的容积减小，也即，内腔102中的被测装置200的体积变小，导致内腔102中流体介质的体积增大，内腔102的压力减小，同时第一无杆腔302的压力随之下降。由于第一液压泵站402输出压力恒定，所以，第一液压泵站402的输出压力高于第一无杆腔302的压力，进而第一液压泵站402驱动第一活塞306从第一有杆腔304向第一无杆腔302运动，第一无杆腔302中的流体介质流入内腔102，填补被测装置200内液体介质流入第四无杆腔808的体积。此时，内腔102和第一无杆腔302内的压力回升，直至与第一有杆腔304达到新的平衡。

整个调节被测装置200的容腔的容积过程中，相当于内腔102和被测装置200的容腔中的介质的总体积没有变，流出第一无杆腔302的流体介质的体积与流入第四无杆腔808的液体介质的体积相等。同时，由于第一液压泵站402向第一有杆腔304的输油量远大于第四有杆腔810向液压油箱900的回油量，所以整个调节被测装置200的容腔的容积过程中，内腔102的压力在偏离目标压力值后会迅速恢复，接近不变。

进一步地，第三动力装置800还包括：第二换向阀814；第二换向阀814包括：第五端口，第五端口与第三液压泵站804的出油口连接；第六端口，第六端口与第四有杆腔810连接；第七端口，第七端口与液压油箱900连接；第二换向阀814具有第三工作状态和第四工作状态，第二换向阀814处于第三工作状态时，第四有杆腔810与第三液压泵站804连接，第二换向阀814处于第四工作状态时，第四有杆腔810与液压油箱900连接。

在该实施例中，第三动力装置800还包括第二换向阀814，第二换向阀814包括三个端口。第二换向阀814具有第三工作状态和第四工作状态。

在具体地测试过程中，当第二换向阀814切换至第三工作状态时，第二换向阀814的第五端口与第二换向阀814的第六端口连通，此时，第三液压泵站804与第四有杆腔810连通，第三液压泵站804驱动第四活塞812从第四有杆腔810向第四无杆腔808运动，进而实现被测装置200的容腔的容积增大。

当第二换向阀814切换至第四工作状态时，第二换向阀814的第六端口与第二换向阀814的第七端口连通。此时，第四有杆腔810与液压油箱900连通，第四有杆腔810中的液压油向液压油箱900回流，第四活塞812朝远离第四无杆腔808的方向运动，进而实现被测装置200的容腔的容积减小。

通过设置第二换向阀814，只需控制第二换向阀814在第三工作状态和第四工作状态之间切换，即可实现增大被测装置200的容腔的容积或减小被测装置200的容腔的容积，操作简单方便，生产成本低，检测效率高。

具体地，第二换向阀814可以是三位三通换向阀。

进一步地，第三动力装置800还包括第二节流阀816，第二节流阀816设置于第七端口与液压油箱900连接的管路上。通过设置第二节流阀816，第四有杆腔810在通过第二换向阀814的第七端口向液压油箱900回油时，第二节流阀816可以为回油提供一定的背压，防止液压缸806的第四活塞812因单侧压力过大而运动失速，导致液压缸806损坏。此外，通过调节第二节流阀816的开度，可以控制第四有杆腔810回油时的流速，进而控制在上述减小被测装置200的容腔的容积的过程中第四活塞812的运动速度。

实施例七

在上述任一实施例的基础上，承压装置100上设置有排气口104，排气口104与内腔102连通。

在该实施例中，承压装置100上还设置有排气口104。具体地，在向承压装置100的内腔102和第一无杆腔302预装流体介质时，承压装置100的内腔102的气体通过排气口104排出。进一步地，排气孔设置在承压装置100的顶部，以便于排出内腔102中更多的空气，进而在内腔102中预装更多的流体介质。

实施例八

在上述任一实施例的基础上，承压装置100还包括：第一压力表106，第一压力表106的测压口与内腔102连接。

在该实施例中，第一压力表106与承压装置100的内腔102连接，用于显示承压装置100的内腔102的压力值。此外，在调节第一溢流阀406的开度时，可以通过第一压力表106显示的压力值准确控制承压装置100的内腔102的压力值，更便于将承压装置100的内腔102的压力值控制在目标压力值。进一步地，第一压力表106可以设置在承压装置100的内腔102的顶部，以使得在进行压力测量时更加准确。

在上述任一实施例的基础上，承压装置100还包括：第二压力表108，第二压力表108的测压口与被测装置200的腔体连接。

在该实施例中，第二压力表108与被测装置200的腔体连接，用于显示被测装置200的容腔的压力值。此外，在调节第三溢流阀802的开度时，可以通过第二压力表108显示的压力值准确控制被测装置200的容腔的压力值，进而实现将被测装置200的容腔的压力值控制在预设压力值范围内。此外，第二压力表108可以设置在承压装置100的内腔102的顶部，以使得在进行压力测量时更加准确。

实施例九

根据本发明的第二个方面，提出了一种压力环境模拟方法，采用如本发明上述任一实施例中的压力环境模拟系统，如图2所示，压力环境模拟方法包括：

步骤102，将被测装置放入内腔；

步骤104，封闭内腔，将内腔和第一无杆腔内注满流体介质；

步骤106，启动第一动力装置，控制内腔的压力值达到目标压力值。

根据本发明实施例提供的压力环境模拟方法，在向内腔102和第一无杆腔302内注满流体介质时，第一无杆腔302和内腔102内的空气可以通过承压装置100上的排气口104排出，以便在第一无杆腔302和内腔102中预装足量的流体介质。通过第一动力装置400为第一增压装置300的第一活塞306提供动力，实现了承压装置100的内腔102达到相应的高压，进而实现了为被测装置200提供高压模拟环境。具体地，第一动力装置400启动后，通过向第一有杆腔304施加压力为第一活塞306提供动力，使得第一活塞306从第一有杆腔304向第一无杆腔302运动，此时，第一无杆腔302和内腔102中的流体介质被压缩，第一无杆腔302和内腔102的压力随之升高。本申请提供的压力环境模拟方法，通过为内腔102提供高压，使得为被测装置200进行压力环境模拟时，可模拟的压力范围更广，进而实现模拟复杂的施工环境。基于此，本发明彻底解决背景技术中，模拟装置内部难以达到很高的压力，所能模拟的深水环境深度有限的问题。

实施例十

在本发明的一个实施例中，启动第一动力装置400，控制内腔102的压力值达到目标压力值的步骤，具体包括:控制第一动力装置400的第一溢流阀406的开度调至最大；启动第一动力装置400的第一液压泵站402；调节第一溢流阀406的开度，控制第一液压泵站402驱动第一活塞306从第一有杆腔304向第一无杆腔302运动。

在一个具体的实施例中，如图3所示，压力环境模拟方法包括：

步骤202，将被测装置放入内腔；

步骤204，封闭内腔，将内腔和第一无杆腔内注满流体介质；

步骤206，控制第一动力装置的第一溢流阀的开度调至最大；

步骤208，启动第一动力装置的第一液压泵站；

步骤210，调节第一溢流阀的开度，控制第一液压泵站驱动第一活塞从第一有杆腔向第一无杆腔运动。

在该实施例中，控制第一溢流阀406的开度调至最大，再启动第一液压泵站402。调节第一溢流阀406的开度，使得第一有杆腔304的压力随之升高，进而驱动第一活塞306从第一有杆腔304向第一无杆腔302运动。第一活塞306向第一无杆腔302运动，使得第一无杆腔302和内腔102中的流体介质被压缩，第一无杆腔302和内腔102的压力升高。通过调节第一溢流阀406的开度，可以调节第一溢流阀406的阀前压力值，进而控制内腔102的压力值，使得承压装置100的内腔102压力达到目标压力值。

实施例十一

在本发明的一个实施例中，在执行启动第一动力装置400的步骤之前，还包括如下步骤：将压力环境模拟系统的第一驱动装置500的第二无杆腔502和第二驱动装置600的第三无杆腔602内注满流体介质；启动压力环境模拟系统的第二动力装置700，驱动内腔102内的流体介质运动。

在一个具体的实施例中，如图4所示，压力环境模拟方法包括：

步骤302，将被测装置放入内腔；

步骤304，封闭内腔，将内腔和第一无杆腔内注满流体介质；

步骤306，将压力环境模拟系统的第一驱动装置的第二无杆腔和第二驱动装置的第三无杆腔内注满流体介质；

步骤308，启动压力环境模拟系统的第二动力装置，驱动内腔内的流体介质运动；

步骤310，启动第一动力装置，控制内腔的压力值达到目标压力值。

在一些极端的施工环境中，被测装置200需要浸没在掺混有泥沙的地下水或泥浆中进行长期作业，而被测装置200的旋转部件在运动过程中会带动裹挟泥沙的水体流动，泥沙会造成被测装置200的卡阻和磨损，影响设备的正常运行。因此，对被测装置200在地面上进行泥浆环境工作可靠性的测试是非常有必要的。

在该实施例中，第一驱动装置500的第二无杆腔502和第二驱动装置600的无杆腔分别与内腔102连通。将第二无杆腔502和第三无杆腔602内注满流体介质，启动压力环境模拟系统的第二动力装置700，通过第二动力装置700驱动第一驱动装置500的第二活塞506或第二驱动装置600的第三活塞606运动，实现了驱动内腔102内的流体介质运动，使得内腔102中的流体介质处于流动状态，进而实现模拟被测装置200在流动的流体介质环境中工作，以检测被测装置200的可靠性。

在具体地测试过程中，驱动内腔中流体介质运动的过程，具体包括：

第一驱动过程：先将第二有杆腔504与第二动力装置700连接，第三有杆腔604与液压油箱900连接，此时，第二动力装置700驱动第二活塞506从第二有杆腔504向第二无杆腔502运动，进而驱动第二无杆腔502中的流体介质向内腔102中流动，引起内腔102中的压力升高，同时鼓动内腔102中的流体介质一起运动。内腔102的压力升高后，驱动第三活塞606向远离第三无杆腔602的方向运动，第三无杆腔602的容积增大，内腔102中的流体介质流入第三无杆腔602，内腔102压力随之降低。

第二驱动过程：当第二活塞506运动至第二无杆腔502的端部时，将第二有杆腔504与液压油箱900连接，第三有杆腔604与第二动力装置700连接，此时，第二动力装置700驱动第三活塞606从第三有杆腔604向第三无杆腔602运动，进而驱动第三无杆腔602中的流体介质向内腔102中流动，引起内腔102中的压力升高，同时鼓动内腔102中的流体介质一起运动。内腔102的压力升高后，驱动第二活塞506向远离第二无杆腔502的方向运动，第二无杆腔502的容积增大，内腔102中的流体介质流入第二无杆腔502，内腔102压力随之降低。

通过循环交替执行第一驱动过程和第二驱动过程，实现驱动内腔102中的流体介质持续流动，进而实现模拟被测装置在流动的流体介质环境中工作，以检测被测装置的可靠性。

进一步地，第二无杆腔502和第三无杆腔602分别通过承压装置100的底部与内腔102连通。此时，第二无杆腔502和/或第三无杆腔602内的流体介质流入内腔102时，将从内腔102的底面向上流动，以便带动流体介质中沉降到内腔102底部的泥土和砂石向上运动，防止流体介质中的泥土和砂石沉降到内腔102底部。

在具体应用过程中，通过将第一驱动装置500与第二驱动装置600设置为具有相同的尺寸规格，以实现在驱动内腔102中流体介质运动时，第二无杆腔502的容积变化量与第三无杆腔602的容积变化量相等，进而保证在驱动内腔102中流体介质运动时，不会引起内腔中的压力值的变化。

可以理解的是，本发明实施例可以在内腔102、第二无杆腔502和第三无杆腔602中预装泥浆，以模拟被测装置200在具有流动泥浆的环境中工作，进而检测被测装置200的可靠性。当然，也可以预装其他流体介质，以实现压力环境模拟系统可以模拟多种高压流体环境。

实施例十二

在本发明的一个实施例中，启动压力环境模拟系统的第二动力装置700，驱动内腔102内的流体介质运动的步骤，具体包括：将第二动力装置700的第二溢流阀704的开度调至最大；启动第二动力装置700的第二液压泵站702；调节第二溢流阀704的开度，控制第二动力装置700的第一换向阀706在第一工作状态和第二工作状态之间循环切换。

在一个具体的实施例中，如图5所示，压力环境模拟方法包括：

步骤402，将被测装置放入内腔；

步骤404，封闭内腔，将内腔和第一无杆腔内注满流体介质；

步骤406，将压力环境模拟系统的第一驱动装置的第二无杆腔和第二驱动装置的第三无杆腔内注满流体介质；

步骤408，将第二动力装置的第二溢流阀的开度调至最大；

步骤410，启动第二动力装置的第二液压泵站；

步骤412，调节第二溢流阀的开度，控制第二动力装置的第一换向阀在第一工作状态和第二工作状态之间循环切换；

步骤414，启动第一动力装置，控制内腔的压力值达到目标压力值。

在该实施例中，先将第二溢流阀704的开度调至最大，再启动第二液压泵站702。调节第二溢流阀704的开度，使得第二液压泵站702吸取的液压油流向第一驱动装置500或第二驱动装置600，为第一驱动装置500或第二驱动装置600提供动力，进而通过第一驱动装置500和/或第二驱动装置600的运动驱动内腔102中的流体介质运动，使得内腔102中的流体介质处于流动状态，进而实现模拟更加复杂的施工环境，以检测被测装置200在流动流体介质的环境中工作的可靠性。

通过控制第一换向阀706在第一工作状态和第二工作状态之间循环切换，可以实现驱动内腔102中的流体介质持续流动，进而实现模拟被测装置200在流动的流体介质环境中工作，以检测被测装置200的可靠性。具体地，第一换向阀706处于第一工作状态时，第二有杆腔504与第二液压泵站702连接，第三有杆腔604与液压油箱900连接，第二液压泵站702驱动第一驱动装置500运动，进而驱动内腔102中流体介质运动，使得内腔102中的流体介质处于流动状态；第一换向阀706处于第二工作状态时，第二有杆腔504与液压油箱900连接，第三有杆腔604与第二液压泵站702连接，第二液压泵站702驱动第二驱动装置600运动，进而驱动内腔102中的流体介质运动，使得内腔102中的流体介质处于流动状态。

进一步地，第二动力装置700的第一换向阀706位于第一工作状态的步骤，具体包括：控制第二液压泵站702驱动第一驱动装置500的第二活塞506从第一驱动装置500的第二有杆腔504向第二无杆腔502运动。

在该技术实施例中，第一换向阀706处于第一工作状态时，第二有杆腔504与第二液压泵站702连接，第三有杆腔604与液压油箱900连接，第二液压泵站702将液压油箱900中的液压油输送至第二有杆腔504，进而驱动第二活塞506由第二有杆腔504向第二无杆腔502运动。第二活塞506向第二无杆腔502运动，驱动第二无杆腔502中的流体介质向内腔102中流动，引起内腔102的压力升高，同时鼓动内腔102中的流体介质一起运动。内腔102中的压力升高后，驱动第三活塞606向远离第三无杆腔602的方向运动，第三无杆腔602的容积增大，内腔102中的流体介质流入第三无杆腔602，内腔102的压力随之降低。而第三有杆腔604中的液压油被压缩，压力随之升高，第三有杆腔604中的液压油通过回油管路流向液压油箱900。

进一步地，第二动力装置700的第一换向阀706位于第二工作状态的步骤，具体包括：控制第二液压泵站702驱动第二驱动装置600的第三活塞606从第二驱动装置600的第三有杆腔604向第三无杆腔602运动。

在该实施例中，第一换向阀706处于第二工作状态时，第三有杆腔604与第二液压泵站702连接，第二有杆腔504与液压油箱900连接，第二液压泵站702将液压油箱900中的液压油输送至第三有杆腔604，进而驱动第三活塞606由第三有杆腔604向第三无杆腔602运动。第三活塞606向第三无杆腔602运动，驱动第三无杆腔602中的流体介质向内腔102中流动，引起内腔102的压力升高，同时鼓动内腔102中的流体介质一起运动。内腔102的压力升高后，驱动第二活塞506向远离第二无杆腔502的方向运动，第二无杆腔502的容积增大，内腔102中的流体介质流入第二无杆腔502，内腔102的压力随之降低。而第二有杆腔504中的液压油被压缩，压力随之升高，第二有杆腔504中的液压油通过回油管路流向液压油箱900。

实施例十三

在本发明的一个实施例中，被测装置的容腔的容积可变，在执行启动第一动力装置400，控制内腔102的压力值达到目标压力值的步骤之后，压力环境模拟方法还包括如下步骤：启动压力环境模拟系统的第三动力装置800，调节被测装置200的容腔的容积。

在一个具体的实施例中，如图6所示，压力环境模拟方法包括：

步骤502，将被测装置放入内腔；

步骤504，封闭内腔，将内腔和第一无杆腔内注满流体介质；

步骤506，启动第一动力装置，控制内腔的压力值达到目标压力值；

步骤508，启动压力环境模拟系统的第三动力装置，调节被测装置的容腔的容积。

在该实施例中，第三动力装置800与被测装置200的容腔连接。启动压力环境模拟系统的第三动力装置800，通过第三动力装置800输出动力，可以调节被测装置200的容腔的压力值，被测装置200的容腔的容积可变时，可以进一步实现调节被测装置200的容腔的容积。此外，启动第三动力装置800还可以为容腔压力有要求的被测装置200提供压力。通过调节被测装置200的容腔的容积，可以模拟容腔容积可变的被测装置200的工作环境，使得压力环境模拟方法的适用范围更加广泛。

实施例十四

在一个具体的实施例中，启动压力环境模拟系统的第三动力装置800，调节被测装置200的容腔的容积的步骤，具体包括：将被测装置200的容腔和第三动力装置800的液压缸806的第四无杆腔808内充满液体介质；控制第三动力装置800的第三溢流阀802的开度调至最大；启动第三动力装置800的第三液压泵站804；控制第三动力装置800的第二换向阀814位于第三工作状态；调节第三溢流阀802的开度，控制第三液压泵站804驱动液压缸806的第四活塞812从液压缸806的第四有杆腔810向第四无杆腔808运动。

在一个具体的实施例中，如图7所示，压力环境模拟方法包括：

步骤602，将被测装置放入内腔；

步骤604，封闭内腔，将内腔和第一无杆腔内注满流体介质；

步骤606，启动第一动力装置，控制内腔的压力值达到目标压力值；

步骤608，将被测装置的容腔和第三动力装置的液压缸的第四无杆腔内充满液体介质；

步骤610，控制第三动力装置的第三溢流阀的开度调至最大；

步骤612，启动第三动力装置的第三液压泵站；

步骤614，控制第三动力装置的第二换向阀位于第三工作状态；

步骤616，调节第三溢流阀的开度，控制第三液压泵站驱动液压缸的第四活塞从液压缸的第四有杆腔向第四无杆腔运动。

在该技术方案中，控制第三溢流阀802的开度调至最大，启动第三液压泵站804，也即，在初始状态，第三液压泵站804从液压油箱900中吸取的液压油，全部通过第三溢流阀802所在的回油管路流回液压油箱900。控制第三动力装置800的第二换向阀814位于第三工作状态，此时，第四有杆腔810与第三液压泵站804连接。通过调节第三溢流阀802的开度，使得第三液压泵站804将液压油箱900中的液压油输送至液压缸806的第四有杆腔810，第四有杆腔810的压力升高，推动第四活塞812从第四有杆腔810向第四无杆腔808运动，第四无杆腔808和被测装置200的容腔内的液体介质被压缩，被测装置200的容腔的压力将升高，通过调节第三溢流阀802的开度，被测装置200的容腔的压力逐渐大于内腔102中的压力，此时，被测装置200的容腔的容积增大。通过增大被测装置200的容腔的容积，以便于检测被测装置200的容腔的容积增大时，被测装置200在高压环境下的工作状态。

实施例十五

在一个具体的实施例中，启动压力环境模拟系统的第三动力装置800，调节被测装置200的容腔的容积的步骤，具体包括：将被测装置200的容腔和第三动力装置800的液压缸806的第四无杆腔808内装满液体介质；控制第三动力装置800的第二换向阀814位于第四工作状态；控制液压缸806的第四活塞812从第四无杆腔808向液压缸806的第四有杆腔810运动。

在一个具体的实施例中，如图8所示，压力环境模拟方法包括：

步骤702，将被测装置放入内腔；

步骤704，封闭内腔，将内腔和第一无杆腔内注满流体介质；

步骤706，启动第一动力装置，控制内腔的压力值达到目标压力值；

步骤708，将被测装置的容腔和第三动力装置的液压缸的第四无杆腔内充满液体介质；

步骤710，控制第三动力装置的第二换向阀位于第四工作状态；

步骤712，控制液压缸的第四活塞从第四无杆腔向液压缸的第四有杆腔运动。

在该技术方案中，控制第三动力装置800的第二换向阀814位于第四工作状态，此时，第四有杆腔810与液压油箱900连接，使得第四有杆腔810中的液压油通过管路向液压油箱900回油，第四有杆腔810中的压力随之降低，第四活塞812在第四无杆腔808内的液体介质的作用下向远离第四无杆腔808的方向运动，被测装置200的容腔和第四无杆腔808中的液体介质的体积增大，被测装置200的容腔的压力随之减小，此时，被测装置200的容腔的容积减小。通过减小被测装置200的容腔的容积，以便于检测被测装置200的容腔的容积减小时，被测装置200在高压环境下的工作状态。

实施例十六

在一个具体的实施例中，如图9所示，压力环境模拟方法包括：

步骤802，将被测装置放入内腔；

步骤804，封闭内腔，将内腔和第一无杆腔内注满流体介质；

步骤806，将压力环境模拟系统的第一驱动装置的第二无杆腔和第二驱动装置的第三无杆腔内注满流体介质；

步骤808，启动压力环境模拟系统的第二动力装置，驱动内腔内的流体介质运动；

步骤810，启动第一动力装置，控制内腔的压力值达到目标压力值。

步骤812，启动压力环境模拟系统的第三动力装置，调节被测装置的容腔的容积。

在该实施例中，压力环境模拟方法既可以实现为承压装置100的内腔102提供高压，还可以实现内腔102内的流体介质持续运动，使得内腔102中的流体介质处于流动状态，并且在被测装置的容腔的容积可变时，改变被测装置200的容腔的容积，使得压力环境模拟方法的适用范围更加广泛。

具体地，通过第一动力装置400为第一增压装置300的第一活塞306提供动力，实现了承压装置100的内腔102达到相应的高压，进而实现了为被测装置200提供高压模拟环境。通过第二动力装置700驱动第一驱动装置500的第二活塞506或第二驱动装置600的第三活塞606运动，实现了驱动内腔102内的流体介质持续运动，使得内腔102中的流体介质处于流动状态，进而实现模拟被测装置200在流动的流体介质环境中工作，以检测被测装置200的可靠性。通过第三动力装置800输出动力，可以调节被测装置200的容腔的压力值，被测装置200的容腔的容积可变时，可以进一步实现调节被测装置200的容腔的容积。此外，启动第三动力装置800还可以为容腔压力有要求的被测装置200提供压力。

实施例十七

在一个具体的实施例中，第一增压装置300为第一砼缸，第一驱动装置500为第二砼缸，第二驱动装置600为第三砼缸，第一换向阀706为三位四通换向阀，第二换向阀814为三位三通换向阀。

其中，初始状态下，第一砼缸的活塞、第二砼缸的活塞、第三砼缸的活塞以及液压缸806的第四活塞812均处于缸筒中间位置，即缸筒内有杆腔和无杆腔的容积相等，各占缸筒容积的二分之一。此外，三位四通换向阀和三位三通换向阀在初始状态时切换至中位。

本实施例提供的压力环境模拟方法，采用的压力环境模拟系统包括：第一液压泵站402、第二液压泵站702、第三液压泵站804、第一砼缸、第二砼缸、第三砼缸、排气口102、液压缸806、第一溢流阀406、第二溢流阀704、第三溢流阀802、内腔102、第一节流阀708、第二节流阀816、三位三通换向阀、三位四通换向阀、被测装置200、液压油箱900、第一压力表106和第二压力表108。

其中，第一液压泵站402的出油口通过液压管路与第一砼缸的有杆腔和第一溢流阀406的一端连接，第一溢流阀406的另一端与液压油箱900连接。第一砼缸的无杆腔与内腔102的内部通过液压管路连通。液压缸806的第四无杆腔808与内腔102内部的被测装置200的容腔连通。液压缸806的第四有杆腔810与三位三通换向阀相连，三位三通换向阀的进油口连接第三液压泵站804，回油口经过第二节流阀816后与液压油箱900连接。第三液压泵站804的出油口通过第三溢流阀802与液压油箱900连接。第二液压泵站702的出油口通过三位四通换向阀分别与第二砼缸的有杆腔、第三砼缸的有杆腔连通，第二砼缸的无杆腔、第三砼缸的无杆腔分别通过液压管路连接到内腔102的底部。第二液压泵站702的出油口砼缸第二溢流阀704与yeah油箱连接。三位四通换向阀的一个出油口通过第一节流阀708与液压油箱900连接。第一压力表106和第二压力表108均安装在内腔102的顶部，其中第一压力表106的测压口连接内腔102的内部，第二压力表108的测压口连接被测装置200的容腔。

本实施例提供的压力环境模拟方法，在准备测试前，先将被测装置200放入内腔102内，并封闭内腔102。如果被测装置200的内部需要维持一定压力，则需要将被测装置200与液压缸806连通。此时，需要将被测装置200与液压缸806的第四无杆腔808内充满液体介质，液体介质可以是油液或者水。然后封闭内腔102，继续向内腔102内注入流体介质，流体介质可以是泥浆，使得第一砼缸的无杆腔、第二砼缸的无杆腔、第三砼缸的无杆腔和内腔102中都装满泥浆，并从排气口104排出空气。

在启动第一液压泵站402之前，先将第一溢流阀406的开度调至最大，启动第一液压泵站402，逐渐调小第一溢流阀406开度，第一砼缸的有杆腔内的高压液压油推动第一砼缸的活塞向第一砼缸的无杆腔运动，第一砼缸的无杆腔和内腔102内的泥浆被压缩，压力升高。通过观察第一压力表106的读数和调节第一溢流阀406的开度，使内腔102内压力值数值达到并稳定在目标压力值。由于第一液压泵站402可以为第一砼缸的杆腔提供很高的压力，所以内腔102内也可以达到相应的高压，也即，第一砼缸具有调节内腔102内部压力的功能。

同样，在启动第二液压泵站702之前，先将第二溢流阀704的开度调至最大，启动第二液压泵站702，将三位四通换向阀切换至左位，即，三位四通换向阀切换处于第一工作状态，逐渐调小第二溢流阀704开度，第二砼缸的第二有杆腔504内压力升高；第二砼缸的有杆腔内压力升高，推动第二砼缸的活塞向第二砼缸的无杆腔运动，同时驱动第二砼缸的无杆腔内的泥浆向内腔102流动，引起内腔102内部压力升高。因为三位四通换向阀切换至左位时，第三砼缸的有杆腔同时接通了第一节流阀708所在的回油管路，压力降低，故内腔102内泥浆压力上升后，第三砼缸的活塞向第三砼缸的有杆腔运动，第三砼缸的无杆腔容积增大，内腔102内的泥浆流入第三砼缸的无杆腔，压力随之降低。由于第二砼缸和第三砼缸具有相同的尺寸规格，故驱动泥浆流动过程中，第二砼缸的无杆腔减小的容积与第三砼缸的无杆腔增大的容积相等，因此，不会引起内腔102中压力的显著变化。

当第二砼缸的活塞运动至缸体端部时，三位四通换向阀切换至右位，即，三位四通换向阀切换处于第二工作状态，此时，第三砼缸的活塞向第三砼缸的无杆腔运动，第二砼缸的活塞向第二砼缸的有杆腔运动，驱动泥浆流动的过程与上述过程相同。

此外，第二砼缸的无杆腔、第三砼缸的无杆腔分别与开设在内腔102底部的接口连接，使得第二砼缸的无杆腔、第三砼缸的无杆腔内的泥浆流动至内腔102时，垂直于内腔102的底面向上流动，同时鼓动内腔102中的大颗粒泥沙一起运动，防止大颗粒泥沙因自重较大而沉降到内腔102的底部，影响测试效果。其中，第一节流阀708为回油提供一定背压，防止第二砼缸的活塞或第三砼缸的活塞因单侧压力过大，而运动失速导致第二砼缸或第三砼缸损坏。

由此，便通过第二砼缸和第三砼缸的活塞的往复运动，驱动泥浆在内内腔102内持续运动，模拟出了真实环境中钻探设备旋转部件带动泥浆流动的工况。

当所模拟的被测装置200的容腔的容积可以发生变化时，需要启用液压缸806。使用前，需要将被测装置200与液压缸806的第四无杆腔808内充满液体介质，液体介质可以是油液或者水。三位三通换向阀切换至中位。在启动第三液压泵站804之前，先将第三溢流阀802的开度调至最大。启动第三液压泵站804，逐渐调小第三溢流阀802的开度，液压缸806第四有杆腔810内的高压液压油推动第四活塞812向第四无杆腔808运动，第四无杆腔808和被测装置200内的液压油被压缩，压力升高。通过观测第二压力表108的读数和调节第三溢流阀802的开度，使被测装置200内的压力值数值达到并稳定在预设压力值。对于被测装置200的容腔容积在一定内外压差下能够发生变化的被测装置200，如波纹管式压力补偿器，启动第三液压泵站804，切换三位三通换向阀至左位，即，三位三通换向阀处于第三工作状态，液压缸806的第四有杆腔810内的高压油推动第四活塞812向第四无杆腔808运动，被测装置200内部的油液被压缩，压力上升并逐渐大于内腔102内泥浆的压力，这时，被测装置200的容腔容积相应增大；切换三位三通换向阀至右位时，即，三位三通换向阀处于第四工作状态，液压缸806的第四有杆腔810的高压油液通过第二节流阀816回流到液压油箱900，第四活塞812在被测装置200的容腔的内部压力下向第四有杆腔810运动，被测装置200腔体的内部液压油体积增大，压力降低，同时被测装置200的容腔容积相应减小。此外，第二节流阀816为回油提供一定背压，可以防止液压缸806因第四活塞812运动失速而损坏。

另外，当液压缸806的第四活塞812向第四有杆腔810运动时，因为被测装置200的容腔内部液压油流入液压缸806的第四无杆腔808，所以被测装置200的容腔内部的压力降低，容腔容积在内外压差下减小。此时，内腔102内部的泥浆的体积就会相应增大，进而导致内腔102中的压力降低，引起第一砼缸的活塞从第一砼缸的有杆腔向第一砼缸的无杆腔运动，第一砼缸的无杆腔和内腔102中的泥浆体积被压缩，内腔102的压力回升。

若液压缸806的第四活塞812向第四无杆腔808运动，液压油流回被测装置200的容腔内，使被测装置200的容腔内部的油液增多，被测装置200的容腔容积增大。此时，内腔102中的泥浆会受到压缩而压力升高，并推动第一砼缸的活塞向第一砼缸的有杆腔运动，内腔102中的泥浆体积随之增大，压力也减少至目标压力值。

由此可见，具有活塞结构的砼缸还可以通过活塞运动改变无杆腔容积的大小来随动调节内腔102中的压力，使内腔102中的压力保持稳定。

本发明实施例提供的压力环境模拟系统和压力环境模拟方法，能够模拟的工作环境具有压力高、介质可流动以及被测装置200的容腔容积可调等特点，可以满足对工作于高压泥浆中设备的承压能力及工作可靠性进行测试的实际需求。

本发明实施例提供的压力环境模拟系统和压力环境模拟方法，利用液压泵站为三个砼缸和一个液压缸806提供驱动力，其中，第一砼缸通过内部活塞运动对承压装置100的内腔102加压，第一砼缸和第三砼缸通过交替往复运动驱动承压装置100的内腔102中的泥浆流动，防止泥浆中大颗粒砂石沉降到密闭容腔底部，液压缸806可以为体积可变和对内部压力有要求的被测装置200提供内部压力，第一换向阀706控制第一砼缸和第二砼缸做往复运动，第二换向阀814控制液压缸806做往复运动。

本发明实施例提供的压力环境模拟系统和压力环境模拟方法，具有模拟压力范围广、环境复杂、泥浆具有流动性以及结构稳定可靠的特点，同时具备承压装置100的内腔102压力可动态调节，被测装置200的容腔内部压力可调的功能，适用范围较为广泛。

本发明实施例提供的压力环境模拟系统和压力环境模拟方法，通过采用第二砼缸和第三砼缸的往复运动来驱动承压装置100的内腔102中的泥浆流动。

本发明实施例提供的压力环境模拟系统和压力环境模拟方法，采用第一砼缸作为承压装置100内腔102的压力加载和压力调节设备。

本发明实施例提供的压力环境模拟系统和压力环境模拟方法，不仅适用于模拟高压泥浆环境，同时可用于油液、气体及其他不同水质的环境模拟。

本发明实施例提供的压力环境模拟系统，可根据对压力的不同需求将第一液压泵站402、第二液压泵站702以及第三液压泵站804替换为水或气体增压装置，第一砼缸、第二砼缸以及第三砼缸也可替换为具有相似功能的其他结构。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种压力环境模拟系统，其特征在于，包括：

承压装置(100)，内部设置有内腔(102)，所述内腔(102)用于放置被测装置(200)；

第一增压装置(300)，内部设置有第一无杆腔(302)、第一有杆腔(304)和第一活塞(306)，所述第一活塞(306)设置于所述第一有杆腔(304)内，所述第一无杆腔(302)与所述内腔(102)连通；

第一动力装置(400)，所述第一动力装置(400)与所述第一有杆腔(304)连接；

所述承压装置(100)上设置有排气口(104)，所述排气口(104)与所述内腔(102)连通；

所述压力环境模拟系统还包括：

液压油箱(900)；

第二动力装置(700)；

第一驱动装置(500)，内部设置有第二无杆腔(502)、第二有杆腔(504)和第二活塞(506)，所述第二活塞(506)设置于所述第二有杆腔(504)内，所述第二无杆腔(502)与所述内腔(102)连通，所述第二有杆腔(504)与所述第二动力装置(700)或所述液压油箱(900)连接；

第二驱动装置(600)，内部设置有第三无杆腔(602)、第三有杆腔(604)和第三活塞(606)，所述第三活塞(606)设置于所述第三有杆腔(604)内，所述第三无杆腔(602)与所述内腔(102)连通，所述第三有杆腔(604)与所述液压油箱(900)或所述第二动力装置(700)连接。

2.根据权利要求1所述的压力环境模拟系统，其特征在于，所述第一动力装置(400)包括：

第一液压泵站(402)，所述第一液压泵站(402)的出油口与所述第一有杆腔(304)连通；

所述液压油箱(900)与所述第一液压泵站(402)的出油口连接。

3.根据权利要求2所述的压力环境模拟系统，其特征在于，所述第一动力装置(400)还包括：

第一溢流阀(406)，所述第一溢流阀(406)设置于所述液压油箱(900)与所述第一液压泵站(402)的出油口连接的管路上。

4.根据权利要求3所述的压力环境模拟系统，其特征在于，所述第二动力装置(700)包括：

第二液压泵站(702)，所述第二液压泵站(702)的出油口与所述液压油箱(900)连通。

5.根据权利要求4所述的压力环境模拟系统，其特征在于，所述第二动力装置(700)还包括：

第二溢流阀(704)，所述第二溢流阀(704)设置于所述第二液压泵站(702)的出油口与所述液压油箱(900)连接的管路上。

6.根据权利要求4所述的压力环境模拟系统，其特征在于，所述第二动力装置(700)还包括：第一换向阀(706)；

所述第一换向阀(706)包括：

第一端口，所述第一端口与所述第二液压泵站(702)的出油口连接；

第二端口，所述第二端口与所述第二有杆腔(504)连接；

第三端口，所述第三端口与所述第三有杆腔(604)连接；

第四端口，所述第四端口与所述液压油箱(404)连接；

所述第一换向阀(706)具有第一工作状态和第二工作状态，所述第一换向阀(706)处于第一工作状态时，所述第二有杆腔(504)与所述第二液压泵站(702)连接，所述第三有杆腔(604)与所述液压油箱(900)连接，所述第一换向阀(706)处于第二工作状态时，所述第二有杆腔(504)与所述液压油箱(900)连接，所述第三有杆腔(604)与所述第二液压泵站(702)连接；和/或

第二动力装置(700)还包括：

第一节流阀(708)，所述第一节流阀(708)设置于所述第四端口与所述液压油箱(900)连接的管路上。

7.根据权利要求2所述的压力环境模拟系统，其特征在于，所述压力环境模拟系统还包括：

第三动力装置(800)，所述第三动力装置(800)与所述被测装置(200)的容腔连通。

8.根据权利要求7所述的压力环境模拟系统，其特征在于，所述第三动力装置(800)包括：

第三溢流阀(802)；

第三液压泵站(804)，所述第三液压泵站(804)的出油口通过所述第三溢流阀(802)与所述液压油箱(900)连通；

液压缸(806)，内部设置有第四无杆腔(808)、第四有杆腔(810)和第四活塞(812)，所述第四活塞(812)设置于所述第四有杆腔(810)内，所述第四无杆腔(808)与所述被测装置(200)的腔体连通，第四有杆腔(810)与所述第三液压泵站(804)的出油口或所述液压油箱(900)连通。

9.根据权利要求8所述的压力环境模拟系统，其特征在于，所述第三动力装置(800)还包括：第二换向阀(814)；

所述第二换向阀(814)包括：

第五端口，所述第五端口与所述第三液压泵站(804)的出油口连接；

第六端口，所述第六端口与所述第四有杆腔(810)连接；

第七端口，所述第七端口与所述液压油箱(900)连接；

所述第二换向阀(814)具有第三工作状态和第四工作状态，所述第二换向阀(814)处于第三工作状态时，所述第四有杆腔(810)与所述第三液压泵站(804)连接，所述第二换向阀(814)处于第四工作状态时，所述第四有杆腔(810)与所述液压油箱(900)连接；和/或

所述第三动力装置(800)还包括：

第二节流阀(816)，所述第二节流阀(816)设置于所述第七端口与所述液压油箱(900)连接的管路上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的压力环境模拟系统，其特征在于，所述承压装置(100)还包括：

第一压力表(106)，所述第一压力表(106)的测压口与所述内腔(102)连接；和/或

第二压力表(108)，所述第二压力表(108)的测压口与所述被测装置(200)的容腔连接。

11.一种压力环境模拟方法，其特征在于，采用如权利要求1至10项中任一项所述的压力环境模拟系统，所述压力环境模拟方法包括：

将所述被测装置(200)放入所述内腔(102)；

封闭所述内腔(102)，将所述内腔(102)和所述第一无杆腔(302)内注满流体介质；

启动所述第一动力装置(400)，控制所述内腔(102)的压力值达到目标压力值。

12.根据权利要求11所述的压力环境模拟方法，其特征在于，启动所述第一动力装置(400)，控制所述内腔(102)的压力值达到目标压力值的步骤，具体包括:

控制所述第一动力装置(400)的第一溢流阀(406)的开度调至最大；

启动所述第一动力装置(400)的第一液压泵站(402)；

调节所述第一溢流阀(406)的开度，控制所述第一液压泵站(402)驱动所述第一活塞(306)从所述第一有杆腔(304)向所述第一无杆腔(302)运动。

13.根据权利要求11所述的压力环境模拟方法，其特征在于，在执行启动所述第一动力装置(400)的步骤之前，还包括如下步骤：

将所述压力环境模拟系统的第一驱动装置(500)的第二无杆腔(502)和所述压力环境模拟系统的第二驱动装置(600)的第三无杆腔(602)内注满所述流体介质；

启动所述压力环境模拟系统的第二动力装置(700)，驱动所述内腔(102)内的所述流体介质运动。

14.根据权利要求13所述的压力环境模拟方法，其特征在于，启动所述压力环境模拟系统的第二动力装置(700)，驱动所述内腔(102)内的所述流体介质运动的步骤，具体包括：

控制所述第二动力装置(700)的第二溢流阀(704)的开度调至最大；

启动所述第二动力装置(700)的第二液压泵站(702)；

调节所述第二溢流阀(704)的开度，并控制所述第二动力装置(700)的第一换向阀(706)在第一工作状态和第二工作状态之间循环切换。

15.根据权利要求14所述的压力环境模拟方法，其特征在于，所述第二动力装置(700)的第一换向阀(706)位于第一工作状态的步骤，具体包括：

控制所述第二液压泵站(702)驱动所述第一驱动装置(500)的第二活塞(506)从所述第一驱动装置(500)的第二有杆腔(504)向所述第二无杆腔(502)运动。

16.根据权利要求14所述的压力环境模拟方法，其特征在于，所述第二动力装置(700)的第一换向阀(706)位于第二工作状态的步骤，具体包括：

控制所述第二液压泵站(702)驱动所述第二驱动装置(600)的第三活塞(606)从所述第二驱动装置(600)的第三有杆腔(604)向所述第三无杆腔(602)运动。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的压力环境模拟方法，其特征在于，所述被测装置(200)的容腔的容积可变，在执行启动所述第一动力装置(400)，控制所述内腔(102)的压力值达到目标压力值的步骤之后，所述压力环境模拟方法还包括如下步骤：

启动所述压力环境模拟系统的第三动力装置(800)，调节所述被测装置(200)的容腔的容积。

18.根据权利要求17所述的压力环境模拟方法，其特征在于，启动所述压力环境模拟系统的第三动力装置(800)，调节所述被测装置(200)的容腔的容积的步骤，具体包括：

将所述被测装置(200)的容腔和所述第三动力装置(800)的液压缸(806)的第四无杆腔(808)内装满液体介质；

控制所述第三动力装置(800)的第三溢流阀(802)的开度调至最大；

启动所述第三动力装置(800)的第三液压泵站(804)；

控制所述第三动力装置(800)的第二换向阀(814)位于第三工作状态；

调节所述第三溢流阀(802)的开度，控制所述第三液压泵站(804)驱动所述液压缸(806)的第四活塞(812)从所述液压缸(806)的第四有杆腔(810)向所述第四无杆腔(808)运动。

19.根据权利要求17所述的压力环境模拟方法，其特征在于，启动所述压力环境模拟系统的第三动力装置(800)，调节所述被测装置(200)的容腔的容积的步骤，具体包括：

将所述被测装置(200)的容腔和所述第三动力装置(800)的液压缸(806)的第四无杆腔(808)内装满液体介质；

控制所述第三动力装置(800)的第二换向阀(814)位于第四工作状态；

控制所述液压缸(806)的第四活塞(812)从所述第四无杆腔(808)向所述液压缸(806)的第四有杆腔(810)运动。

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