CN114414115A - 输送泵及裂纹监测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种输送泵及裂纹监测方法，所述输送泵设有裂纹监测孔，所述裂纹监测孔为密闭孔，所述裂纹监测孔处设有压力检测件，所述压力检测件与控制器电连接，所述压力检测件用于检测所述裂纹监测孔内的压力，所述控制器用于在所述裂纹监测孔内的压力大于临界值时发出报警信号。该方案能够解决输送泵的维修费时费力的问题。
Description
技术领域
本申请属于泵送技术领域，具体涉及一种输送泵及裂纹监测方法。
背景技术
柱塞泵等输送泵可以实现液体的泵送和增压，例如，在石油开采过程中，为了改善石油在地层中的流动环境，可以采用柱塞泵将压裂液泵送至地层，从而通过压裂液给地层造缝，促进石油从地层排出，从而提升油井的产量。
随着施工排量、压力以及连续作业时长的提升，输送泵的性能要求越来越高，其不仅要能够满足高压力、大排量的持续作业要求，还要保证连续高负荷作业下的质量稳定性，以减少停泵时间和检修时间。然而，即使采用各种手段提升输送泵的可靠性，仍然会出现输送泵工作一段时间后产生裂纹的情况。
目前，为了防止输送泵产生裂纹而对正常作业产生影响，无论输送泵是否产生裂纹，都需要定期对输送泵进行检查，导致维修操作费时费力，此问题在输送泵的数量较多时尤为严重。
发明内容
本申请的目的是提供一种输送泵及裂纹监测方法，能够解决输送泵的维修费时费力的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请提供了一种输送泵，所述输送泵设有裂纹监测孔，所述裂纹监测孔为密闭孔，所述裂纹监测孔处设有压力检测件，所述压力检测件与控制器电连接，所述压力检测件用于检测所述裂纹监测孔内的压力，所述控制器用于在所述裂纹监测孔内的压力大于临界值时发出报警信号。
第二方面，本申请提供了一种裂纹监测方法，应用于上述输送泵，所述裂纹监测方法包括：
检测所述裂纹监测孔内的压力；
当所述裂纹监测孔内的压力大于临界值时，发出报警信号。
本申请中，当输送泵出现裂纹时，一旦该裂纹与裂纹监测孔相连通，就会导致裂纹监测孔内的压力发生变化，进而大于临界值，此时控制器可以发出报警信号，从而提醒操作人员对输送泵进行维修。采用此种方案后，如果裂纹监测孔内的压力小于或等于临界值，则表示输送泵基本没有产生裂纹，操作人员只需要在裂纹监测孔内的压力大于临界值时对输送泵进行维修，因此操作人员无需频繁地对输送泵进行维修，故，该方案可以解决输送泵的维修费时费力的问题。
附图说明
图1为本申请第一实施例公开的输送泵的结构示意图；
图2为本申请第一实施例公开的输送泵的部分结构的剖视图；
图3为本申请第二实施例公开的输送泵的结构示意图；
图4为本申请第二实施例公开的输送泵的部分结构的剖视图；
图5为本申请第三实施例公开的输送泵的结构示意图；
图6为本申请第三实施例公开的输送泵的部分结构的剖视图；
图7为本申请第四实施例公开的输送泵的结构示意图；
图8为本申请第四实施例公开的输送泵的部分结构的剖视图；
图9为本申请第五实施例公开的输送泵的结构示意图；
图10为本申请第五实施例公开的输送泵的部分结构的剖视图；
图11为本申请实施例公开的裂纹监测方法的流程示意图。
附图标记说明：
100-阀箱、110-裂纹监测孔、120-工作腔、121-第一孔、122-第二孔、200-压力检测件、300-吸入压帽、400-吸入压盖、500-密封件、600-单向阀。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的输送泵及裂纹监测方法进行详细地说明。
参考图1至图2，本申请实施例公开一种输送泵，可选地，该输送泵可以是柱塞泵等具备泵送功能的泵。该输送泵设有裂纹监测孔110，裂纹监测孔110为密闭孔，因此，该裂纹监测孔110内的压力轻易不会改变，如果裂纹监测孔110内的压力出现较大波动，就表示裂纹监测孔110已经与其他空间贯通，即输送泵极有可能已经出现了裂纹。裂纹监测孔110处设有压力检测件200，压力检测件200用于检测裂纹监测孔110内的压力。可选地，裂纹监测孔110的形状可以是矩形、圆形、椭圆形等，为了便于加工，可以将裂纹监测孔110设置为圆形孔；裂纹监测孔110的横截面尺寸(当裂纹监测孔110为圆形孔时，该横截面尺寸为直径)可以设置得尽量小一些，从而防止开设裂纹监测孔110后输送泵的结构强度下降。压力检测件200可以是压力传感器等能够检测压力的部件，由于压力检测件200的尺寸较大，因此用于安装压力检测件200的安装孔的横截面尺寸可以大于裂纹监测孔110的横截面尺寸。这里的安装孔可以设置在输送泵的外表面上，以便于安装压力检测件200，压力检测件200可以整体位于该安装孔内，也可以仅一部分位于安装孔内，另一部分则处于外露状态。
压力检测件200与控制器电连接，控制器用于在裂纹监测孔110内的压力大于临界值时发出报警信号，该报警信号用于提醒操作人员输送泵极有可能已经出现裂纹，操作人员接收到该报警信号后就可以对输送泵进行维修。需要说明的是，这里的临界值可以是0。可选地，控制器可以包括数据采集模块和数据分析模块，数据采集模块用于实时采集压力检测件200所测得的压力数据，所采集的压力数据可以实时传递给数据分析模块，数据分析模块则用于实时分析数据采集模块所采集的压力数据，从而判断裂纹监测孔110内的压力是否大于临界值，并在压力大于临界值时发出报警信号。此外，报警信号可以通过显示的方式输出，还可以通过发声、发光等方式输出。
裂纹监测孔110可以设置于输送泵的任意一处，为了更准确且更及时地发现输送泵所产生的裂纹，可以将裂纹监测孔110设置于输送泵容易产生裂纹的位置，当该位置出现裂纹时，裂纹监测孔110内的压力会在较短的时间内变化并大于临界值。可选地，输送泵还设有工作腔120，该工作腔120受介质冲刷、疲劳载荷等因素影响而容易产生裂纹，因此可以将裂纹监测孔110设置于工作腔120处，从而更准确且更及时地发现输送泵所产生的裂纹。这里的裂纹监测孔110与工作腔120彼此隔开，当工作腔120所在位置出现裂纹时，裂纹扩散至裂纹监测孔110，并与裂纹监测孔110连通，导致裂纹监测孔110内的压力发生变化。
可选的实施例中，输送泵包括作为液力端的阀箱100，阀箱100设有第一孔121和第二孔122，第一孔121和第二孔122相连通以形成工作腔120，第一孔121的中心线与第二孔122的中心线相交。进一步可选地，第一孔121的中心线与第二孔122的中心线相垂直，从而形成十字相贯型的工作腔120。当输送泵为柱塞泵时，第一孔121内可以设置吸入压盖400和吸入压帽300，吸入压盖400与第一孔121的孔壁之间可以设置密封件500，该密封件500可以是密封圈等具有密封作用的部件，吸入压帽300可与第一孔121螺纹配合，吸入压帽300位于吸入压盖400的外侧；第一孔121内还设有柱塞，吸入压盖400位于吸入压帽300和柱塞之间；第二孔122内可以设置单向阀600。当工作腔120出现裂纹时，一旦裂纹延伸至密封件500处，将会导致密封失效进而出现泄漏问题。
可选地，如图3、图4、图7和图8所示，裂纹监测孔110可以沿第一孔121的中心线所在方向延伸。阀箱100在第一孔121的中心线所在方向上的尺寸相对较小，因此如此设置更便于开设第一孔121。当然，裂纹监测孔110也可以沿垂直于第一孔121的中心线的方向延伸，具体可参考图1、图2、图5、图6、图9和图10。由于阀箱100出现的裂纹大多数情况下沿第一孔121的中心线所在方向延伸，但具体位置存在一定的浮动范围，因此裂纹监测孔110垂直于第一孔121的中心线延伸时，无论裂纹所处的位置如何变化，基本都会与裂纹监测孔110连通，因此此种设置方式有利于准确且及时地监测输送泵产生的裂纹。
由于第一孔121和第二孔122的相交处更容易产生裂纹，因此可以将裂纹监测孔110设置于第一孔121和第二孔122的相交处，且第一孔121和第二孔122均与裂纹监测孔110彼此隔开。进一步地，第一孔121和第二孔122的相交处中，吸入压盖400的下方更容易出现裂纹，因此裂纹监测孔110可以位于吸入压盖400的下方。
一种可选的实施例中，如图1至图6所示，阀箱100的数量为至少两个，各阀箱100分体设置，每个阀箱100均设有裂纹监测孔110，从而通过裂纹监测孔110监测每个阀箱100是否产生裂纹，该实施例可以提升裂纹监测的准确性和及时性，并且可以准确获知产生裂纹的具体阀箱100，维修时只需要对产生裂纹的阀箱100进行维修即可，因此该方案可以进一步提升维修效率，降低劳动强度。
进一步可选地，当同一个阀箱100设有至少两个工作腔120时，裂纹监测孔110可以对应各工作腔120设置，且裂纹监测孔110沿工作腔120的排布方向延伸，具体可参考图1。可选地，同一个阀箱100可以仅设置一个裂纹监测孔110，该裂纹监测孔110可以沿垂直于第一孔121的中心线的方向延伸，且其自处于首位的工作腔120处延伸至处于末位的工作腔120处。此实施例通过数量较少的裂纹监测孔110和压力检测件200就可以监测同一个阀箱100的所有工作腔120处是否出现裂纹，因此，裂纹监测孔110的成型更加简单，输送泵的成本更低。
另一种可选的实施例中，如图3和图5所示，当同一个阀箱100设有至少两个工作腔120时，裂纹监测孔110的数量为至少两个，每个工作腔120对应设置至少一个裂纹监测孔110。此实施例中，每个工作腔120处是否产生裂纹都可以被准确监测，因此当阀箱100出现裂纹时，操作人员可以准确获知产生裂纹的是哪个工作腔120，从而更有针对性地实施维修操作。
如图9和图10所示，阀箱100也可以为一体式阀箱100，该阀箱100设有至少两个工作腔120，裂纹监测孔110对应各工作腔120设置，且裂纹监测孔110沿工作腔120的排布方向延伸。可选地，同一个阀箱100可以仅设置一个裂纹监测孔110，该裂纹监测孔110可以沿垂直于第一孔121的中心线的方向延伸，且其自处于首位的工作腔120处延伸至处于末位的工作腔120处。此实施例通过数量较少的裂纹监测孔110和压力检测件200就可以监测所有工作腔120处是否出现裂纹，因此，裂纹监测孔110的成型更加简单，输送泵的成本更低。
如图7和图8所示，当阀箱100为一体式阀箱100，阀箱100设有至少两个工作腔120时，裂纹监测孔110的数量也可以为至少两个，每个工作腔120对应设置至少一个裂纹监测孔110。此实施例中，每个工作腔120处是否产生裂纹都可以被准确监测，因此当阀箱100出现裂纹时，操作人员可以准确获知产生裂纹的是哪个工作腔120，从而更有针对性地实施维修操作。
本申请实施例公开的输送泵中，如果裂纹监测孔110内的压力小于或等于临界值，则表示输送泵基本没有产生裂纹，操作人员只需要在裂纹监测孔110内的压力大于临界值时对输送泵进行维修，因此操作人员无需频繁地对输送泵进行维修，故，该方案可以解决输送泵的维修费时费力的问题。此外，此种裂纹监测方式可以在输送泵正常运行的过程中进行，无需对输送泵实施停机操作，因此可以提高生产效率，降低生产成本；该方案可以在较短的时间内诊断出输送泵已产生裂纹，从而避免该裂纹继续扩散而造成更大的故障，故，该方案可以预防设备因输送泵产生的裂纹而停机，进而延长设备的使用寿命。
如图11所示，本申请实施例还提供一种裂纹监测方法，该裂纹监测方法可以应用于上述任意实施例所述的输送泵，该裂纹监测方法包括：
S100、检测裂纹监测孔110内的压力。
由于裂纹监测孔110为密闭孔，因此，该裂纹监测孔110内的压力轻易不会改变，如果裂纹监测孔110内的压力出现较大波动，就表示裂纹监测孔110已经与其他空间贯通，即输送泵极有可能已经出现了裂纹。可选地，裂纹监测孔110处可以设有压力检测件200，该压力检测件200用于检测裂纹监测孔110内的压力。
S200、当裂纹监测孔110内的压力大于临界值时，发出报警信号。
当裂纹监测孔110内的压力大于临界值时，输送泵极有可能已经出现了裂纹，此时就需要提醒操作人员，以便于操作人员及时维修输送泵。可选地，可以通过控制器发出报警信号。
采用本申请实施例所公开的裂纹监测方法时，如果裂纹监测孔110内的压力小于或等于临界值，则表示输送泵基本没有产生裂纹，操作人员只需要在裂纹监测孔110内的压力大于临界值时对输送泵进行维修，因此操作人员无需频繁地对输送泵进行维修，故，该方案可以解决输送泵的维修费时费力的问题。此外，此种裂纹监测方法可以在输送泵正常运行的过程中进行，无需对输送泵实施停机操作，因此可以提高生产效率，降低生产成本；该方法可以在较短的时间内诊断出输送泵已产生裂纹，从而避免该裂纹继续扩散而造成更大的故障，故，该方案可以预防设备因输送泵产生的裂纹而停机，进而延长设备的使用寿命。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (10)
1.一种输送泵，其特征在于，所述输送泵设有裂纹监测孔(110)，所述裂纹监测孔(110)为密闭孔，所述裂纹监测孔(110)处设有压力检测件(200)，所述压力检测件(200)与控制器电连接，所述压力检测件(200)用于检测所述裂纹监测孔(110)内的压力，所述控制器用于在所述裂纹监测孔(110)内的压力大于临界值时发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的输送泵，其特征在于，所述输送泵还设有工作腔(120)，所述裂纹监测孔(110)设置于所述工作腔(120)处，且所述裂纹监测孔(110)与所述工作腔(120)彼此隔开。
3.根据权利要求2所述的输送泵，其特征在于，所述输送泵包括阀箱(100)，所述阀箱(100)设有第一孔(121)和第二孔(122)，所述第一孔(121)和所述第二孔(122)相连通以形成所述工作腔(120)，所述第一孔(121)的中心线与所述第二孔(122)的中心线相交，所述裂纹监测孔(110)设置于所述第一孔(121)和所述第二孔(122)的相交处，且所述第一孔(121)和所述第二孔(122)均与所述裂纹监测孔(110)彼此隔开。
4.根据权利要求3所述的输送泵，其特征在于，所述阀箱(100)的数量为至少两个，各所述阀箱(100)分体设置，每个所述阀箱(100)均设有所述裂纹监测孔(110)。
5.根据权利要求4所述的输送泵，其特征在于，同一个所述阀箱(100)设有至少两个所述工作腔(120)，所述裂纹监测孔(110)对应各所述工作腔(120)设置，且所述裂纹监测孔(110)沿所述工作腔(120)的排布方向延伸。
6.根据权利要求4所述的输送泵，其特征在于，同一个所述阀箱(100)设有至少两个所述工作腔(120)，所述裂纹监测孔(110)的数量为至少两个，每个所述工作腔(120)对应设置至少一个所述裂纹监测孔(110)。
7.根据权利要求3所述的输送泵，其特征在于，所述阀箱(100)为一体式阀箱，所述阀箱(100)设有至少两个所述工作腔(120)，所述裂纹监测孔(110)对应各所述工作腔(120)设置，且所述裂纹监测孔(110)沿所述工作腔(120)的排布方向延伸。
8.根据权利要求3所述的输送泵，其特征在于，所述阀箱(100)为一体式阀箱(100)，所述阀箱(100)设有至少两个所述工作腔(120)，所述裂纹监测孔(110)的数量为至少两个，每个所述工作腔(120)对应设置至少一个所述裂纹监测孔(110)。
9.根据权利要求3所述的输送泵，其特征在于，所述第一孔(121)内设有吸入压帽(300)；
所述裂纹监测孔(110)沿所述第一孔(121)的中心线所在方向延伸；或者，所述裂纹监测孔(110)沿垂直于所述第一孔(121)的中心线的方向延伸。
10.一种裂纹监测方法，应用于权利要求1至9中任一项所述的输送泵，其特征在于，所述裂纹监测方法包括：
检测所述裂纹监测孔(110)内的压力；
当所述裂纹监测孔(110)内的压力大于临界值时，发出报警信号。
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