CN210925169U - 除垢效果验证装置 - Google Patents
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Abstract
除垢效果验证装置，包括实验腔室、隔离腔室、摄像组件及液压输水机构；实验腔室包括腔室体A、上压板、密封圈A、泄压阀、压力表、水密接头A及水密接头B；隔离腔室包括腔室体B和密封圈B；摄像组件包括摄像头和支架A；液压输水机构位于实验腔室外部，并与腔室体A的进出水口关联，其用于调节腔室体A的实验腔内的水压。本实用新型可模拟地浸生产井0～300m中任意深度井段的水压对地浸生产井除垢装置进行除垢效果验证。其验证成本相比现有的验证方法可大大降低，并且相比现有的验证方法操作简便，安全性有保障，可实现动态监测清洗过程。
Description
技术领域
本实用新型涉及地浸采铀相关机械领域，特别是一种除垢效果验证装置。
背景技术
申请号为“201910939238.3”的实用新型专利公开了一种“地浸生产井超声波除垢装置及除垢方法”，申请号为“201910938809.1”的实用新型专利公开了一种“地浸生产井机械除垢装置及除垢方法”。上述两种地浸生产井除垢装置结构较为相似，均适用于各种深度的地浸生产井的除垢，并且当洗井深度超过100m时，上述两种地浸生产井除垢装置相比现有的压缩空气洗井法优势尤其明显。
设备制造商在制造出上述两种地浸生产井除垢装置后，需要对它们的除垢效果进行验证。
目前所采用的验证方法是在实际工作场景(铀矿区的地浸生产井)现场验证，即先将地浸生产井除垢装置通过钢丝绳吊入数百米深的地浸生产井中，再启动装置进行除垢，除垢完成后，再通过下放摄像头检验被除垢的井段是否清洗干净。
上述的验证方法存在以下不足之处：
1、验证过程在除垢装置的实际工作场景(铀矿区的地浸生产井)中操作，存在地域限制，若除垢装置的制造地距离铀矿区较远，则会给验证过程带来不方便。
2、验证过程在除垢装置的实际工作场景(铀矿区的地浸生产井)中操作，需要购置数百米长的钢丝绳和电线、大型卷扬机、拖车和辅助设备等，还需要在地浸生产井的井口设立固定装置方便钢丝绳下放，所花费成本极高。
3、验证过程在除垢装置的实际工作场景(铀矿区的地浸生产井)中操作，存在一定的风险性，若在验证过程中钢丝绳发生断裂，将造成除垢装置卡在地浸生产井内，从而使该生产井报废，造成严重的经济损失。
4、除垢装置下放到地浸生产井的某一深度井段，再启动除垢，除垢完成后，再放入摄像头检验除垢效果。其一，整个过程操作繁琐，工人劳动强度大；其二，不能做到动态(实时)监测清洗过程；其三，通过摄像头传递来的图像验证除垢效果主要依赖人的肉眼观察和经验判断，具有较大的主观性，无法形成量化的验证结果判断指标。
因此，设计一款能针对上述两种地浸生产井除垢装置，并且具有操作无地域限制、操作过程简便、验证成本及风险相对较低、能动态监测清洗过程、验证结果可量化等特点的除垢效果验证装置就显得非常有必要。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种除垢效果验证装置，它解决了目前针对上述两种地浸生产井除垢装置的除垢效果验证方法有地域限制、操作过程繁琐、验证成本及风险高、不能做到动态监测清洗过程、无法形成量化的除垢效果判断指标的问题。
本实用新型的技术方案是：除垢效果验证装置，包括实验腔室、隔离腔室、摄像组件及液压输水机构；
实验腔室包括腔室体A、上压板、密封圈A、泄压阀、压力表、水密接头A及水密接头B；腔室体A呈竖直布置且下端封闭上端开口的中空圆柱形，其内设有实验腔，其上端开口处设有法兰盘A，其下端侧壁上设有连通至实验腔的进出水口；上压板通过螺栓固定连接在腔室体A上端的法兰盘A上，从而将腔室体A上端开口封闭；密封圈A设置在上压板与腔室体A的法兰盘A之间，从而将实验腔密封；
隔离腔室包括腔室体B和密封圈B；腔室体B呈上、下两端均开口的圆柱形，其上、下两端开口处分别设有法兰盘B和法兰盘C，其内设有电器元件腔，其整体位于腔室体A的实验腔内，其在上端通过法兰盘B和螺栓固定连接在上压板的下表面上，并将水密接头A容纳在电器元件腔内，其在下端通过法兰盘B与待测试的地浸生产井除垢装置连接；密封圈B设置在上压板与腔室体B的法兰盘B之间，从而将电器元件腔密封；
摄像组件包括摄像头和支架A，摄像头固定安装在支架A上，其线缆连接至水密接头B，支架A设置在腔室体A实验腔内部下端；
液压输水机构位于实验腔室外部，并与腔室体A的进出水口关联，其用于调节腔室体A的实验腔内的水压。
本实用新型进一步的技术方案是：液压输水机构包括液压泵站、液压缸A、液压缸B、支架B及水管；液压泵站与液压缸A通过管路连通；液压缸A和液压缸B均固定安装在支架B上，液压缸A的活塞杆与液压缸B的活塞杆连接，液压缸B上设有连通至其内腔的进出液口；水管一端连接在液压缸B的进出液口上，另一端连接在腔室体A的进出水口上；
当液压缸A的活塞杆伸出时，带动液压缸B的活塞杆缩回，从而将液压缸B内腔中的水通过水管推入腔室体A的实验腔内；当液压缸A的活塞杆缩回时，带动液压缸B的活塞杆伸出，从而将腔室体A的实验腔内的水通过水管吸入液压缸B内腔中。
本实用新型进一步的技术方案是：当液压缸A的活塞杆伸出到极限位置时，液压缸B的活塞杆缩回到极限位置，当液压缸A的活塞杆缩回到极限位置时，液压缸B的活塞杆伸出到极限位置。
本实用新型进一步的技术方案是：支架A包括安装板A、螺杆A、螺杆B及安装板B；摄像头设置在安装板A与安装板B之间；
安装板A上设有绕其中心呈环形均布的3～8个螺杆孔A、绕其中心呈环形均布的3～8个螺杆孔B和绕其中心呈环形均布的3～8个样品管段安装孔，螺杆孔B位于样品管段安装孔围成的圆形的内侧，样品管段安装孔位于螺杆孔A围成的圆形的内侧；安装板B平行于安装板A布置，并位于安装板A的正下方，其上设有绕其中心呈环形均布的3～8个螺杆孔C，其中心处设有中心孔；螺杆A垂直于安装板A穿过安装板A上的螺杆孔A，并在安装板A的两端通过螺母锁紧，从而与安装板A实现相对固定；螺杆B垂直于安装板A依次穿过安装板A上的螺杆孔A和安装板B上的螺杆孔C，并分别在安装板A的上端和安装板B的下端通过螺母锁紧，从而将摄像头压紧固定在安装板A与安装板B之间，摄像头的线缆从安装板B的中心孔中穿出，连接至水密接头B。
本实用新型进一步的技术方案是：螺杆A下端设有锥形端头，相应的，腔室体A的实验腔底面上设有与锥形端头相匹配的锥孔；支架A通过锥形端头和锥孔相配合的结构插装在腔室体A实验腔的底面上。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：提供了一种针对地浸生产井超声波除垢装置(专利申请号201910939238.3)和地浸生产井机械除垢装置(专利申请号201910938809.1)的专用除垢效果验证装置，可模拟地浸生产井0～300m中任意深度井段的水压对上述两种除垢装置进行除垢效果验证。其验证成本相比现有的验证方法可大大降低，并且相比现有的验证方法操作简便，安全性有保障，可实现动态监测清洗过程，通过将样品管段清洗前后的称重对比，便可形成量化的除垢效果判断指标。
以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的A部放大图；
图3为图1的B部放大图；
图4为安装板A的结构示意图；
图5为安装板B的结构示意图；
图6为图1的俯视图；
图7为本实用新型验证地浸生产井超声波除垢装置时的状态示意图；
图8为本实用新型验证地浸生产井机械除垢装置时的状态示意图。
图例说明：腔室体A11；实验腔111；法兰盘A112；进出水口113；锥孔114；上压板12；密封圈A13；泄压阀14；压力表15；水密接头A16；水密接头B17；腔室体B21；法兰盘B211；法兰盘C212；电器元件腔213；密封圈B22；摄像头31；支架A32；安装板A321；螺杆孔A3211；螺杆孔B3212；样品管段安装孔3213；螺杆A322；锥形端头3221；螺杆B323；安装板B324；螺杆孔C3241；中心孔3242；液压泵站41；液压缸A42；液压缸B43；进出液口431；支架B44；水管45；地浸生产井超声波除垢装置51；地浸生产井机械除垢装置52；法兰盘D53；样品管段6；法兰盘E61。
具体实施方式
实施例1：
如图1～8所示，除垢效果验证装置，包括实验腔室、隔离腔室、摄像组件及液压输水机构。
实验腔室包括腔室体A11、上压板12、密封圈A13、泄压阀14、压力表15、水密接头A16及水密接头B17。腔室体A11呈竖直布置且下端封闭上端开口的中空圆柱形，其内设有实验腔111，其上端开口处设有法兰盘A112，其下端侧壁上设有连通至实验腔111的进出水口113。上压板12通过螺栓固定连接在腔室体A11上端的法兰盘A112上，从而将腔室体A11上端开口封闭。密封圈A13设置在上压板12与腔室体A11的法兰盘A112之间，从而将实验腔111密封。泄压阀14、压力表15、水密接头A16及水密接头B17均安装在上压板12上，泄压阀14和压力表15位于实验腔111外部，水密接头A16和水密接头B17位于实验腔111内部。
隔离腔室包括腔室体B21和密封圈B22。腔室体B21呈上、下两端均开口的圆柱形，其上、下两端开口处分别设有法兰盘B211和法兰盘C212，其内设有电器元件腔213，其整体位于腔室体A11的实验腔111内，其在上端通过法兰盘B211和螺栓固定连接在上压板12的下表面上，并将水密接头A16容纳在电器元件腔213内，其在下端通过法兰盘B211与待测试的地浸生产井除垢装置连接。密封圈B22设置在上压板12与腔室体B21的法兰盘B211之间，从而将电器元件腔213密封。
摄像组件包括摄像头31和支架A32。支架A32设置在腔室体A11实验腔111内部下端，其包括安装板A321、螺杆A322、螺杆B323及安装板B324。安装板A321上设有绕其中心呈环形均布的3～8个螺杆孔A3211、绕其中心呈环形均布的3～8个螺杆孔B3212和绕其中心呈环形均布的3～8个样品管段安装孔3213，螺杆孔B3212位于样品管段安装孔3213围成的圆形的内侧，样品管段安装孔3213位于螺杆孔A3211围成的圆形的内侧。安装板B324平行于安装板A321布置，并位于安装板A321的正下方，其上设有绕其中心呈环形均布的3～8个螺杆孔C3241，其中心处设有中心孔3242。螺杆A322垂直于安装板A321穿过安装板A321上的螺杆孔A3211，并在安装板A321的两端通过螺母锁紧，从而与安装板A321实现相对固定。螺杆B323垂直于安装板A321依次穿过安装板A321上的螺杆孔A3211和安装板B324上的螺杆孔C3241，并分别在安装板A321的上端和安装板B324的下端通过螺母锁紧，从而将位于安装板A321与安装板B324之间的摄像头31压紧固定在安装板A321与安装板B324之间，摄像头31的线缆从安装板B324的中心孔3242中穿出，连接至水密接头B17。
液压输水机构位于实验腔室外部，并与腔室体A11的进出水口113关联，其用于调节腔室体A11的实验腔111内的水压。液压输水机构包括液压泵站41、液压缸A42、液压缸B43、支架B44及水管45。液压泵站41与液压缸A42通过管路连通。液压缸A42和液压缸B43均固定安装在支架B44上，液压缸A42的活塞杆与液压缸B43的活塞杆连接，液压缸B43上设有连通至其内腔的进出液口431。水管45一端连接在液压缸B43的进出液口431上，另一端连接在腔室体A11的进出水口113上。当液压缸A42的活塞杆伸出时，带动液压缸B43的活塞杆缩回，从而将液压缸B43内腔中的水通过水管45推入腔室体A11的实验腔111内。当液压缸A42的活塞杆缩回时，带动液压缸B43的活塞杆伸出，从而将腔室体A11的实验腔111内的水通过水管45吸入液压缸B43内腔中。
优选，当液压缸A42的活塞杆伸出到极限位置时，液压缸B43的活塞杆缩回到极限位置，当液压缸A42的活塞杆缩回到极限位置时，液压缸B43的活塞杆伸出到极限位置。
优选，螺杆A322下端设有锥形端头3221，相应的，腔室体A11的实验腔111底面上设有与锥形端头3221相匹配的锥孔114。支架A32通过锥形端头3221和锥孔114相配合的结构插装在腔室体A11实验腔111的底面上。
本实用新型对地浸生产井除垢装置除垢效果的验证方法如下：
所述地浸生产井除垢装置为地浸生产井超声波除垢装置51(详细结构参看专利申请号201910939238.3公开的申请文件)或地浸生产井机械除垢装置52(详细结构参看专利申请号201910938809.1公开的申请文件)。
S01，前期准备工作：
a、将地浸生产井除垢装置的壳体上端沿口处焊接法兰盘D53，以待后续使用；
b、准备与地浸生产井内壁材质一致，且与地浸生产井内径一致，且内壁上添加有结垢的样品管段6，所述样品管段6的一端设有法兰盘E61，然后对样品管段6进行称重，记录重量。
本步骤中，a、b分步骤不分先后次序。
本步骤中，所述结垢包括碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡和碳酸镁(与地浸生产井内壁上的结垢成分大致相同)。
本步骤中，在样品管段6上添加结垢的方法如下：
a、分别配置含有碳酸氢根离子、硫酸根离子、钙离子、镁离子、钡离子的溶液各100ml，溶液配比标准参见SYT5673-93；
b、将所配置的以上五种溶液共500ml倒入锥形瓶中，拧紧瓶塞，摇晃混合后待反应完全，取出适量混合溶液；
c、将准备好的样品管段6放入混合溶液中，并在60℃下的水浴锅中静置24h，使其内壁结垢。
S02，将各部件装入腔室体A的实验腔中：
a、将摄像组件通过螺杆A322下端的锥形端头3221插装在腔室体A11的实验腔111底面上的锥孔114中，从而将摄像组件固定在腔室体A11的实验腔111中，再进行摄像头31与水密接头B17之间的电连接；
b、将地浸生产井除垢装置在法兰盘D53处通过螺栓和密封圈C52固定连接在腔室体B21的法兰盘C212上，通过密封圈C52将电器元件腔213与实验腔111隔离开，并将地浸生产井除垢装置的壳体内部空间与实验腔111隔离开，再进行地浸生产井除垢装置与水密接头A16之间的电连接(参看图4～5)；
c、将样品管段6通过法兰盘E61和螺栓固定连接在支架A32的安装板A321上。
本步骤中，b、c分步骤不分先后次序。
本步骤完成后，摄像头31位于地浸生产井除垢装置下端，样品管段6将地浸生产井除垢装置的下段容纳在内。
S03，充水并封闭腔室体A的实验腔：
a、将腔室体A11的实验腔111中灌满水，再控制液压缸A42的活塞杆缩回到极限位置，带动液压缸B43的活塞杆伸出，使液压缸B43内腔体积扩大，在负压作用下，腔室体A11的实验腔111内的水通过水管45吸入并填满液压缸B43的内腔，使腔室体A11的实验腔111中的水位下降，然后再将腔室体A11的实验腔111中灌满水；
b、将安装有泄压阀14、压力表15、水密接头A16及水密接头B17的上压板12通过螺栓和密封圈A13固定连接在腔室体A11上端的法兰盘A112上，通过密封圈A13将实验腔111与外界隔离开。
S04，模拟地浸生产井内指定深度的水压进行除垢：
a、打开摄像头31电源，以监控实验腔111内的情况；
b、控制液压缸A42的活塞杆伸出，带动液压缸B43的活塞杆缩回，进而将液压缸B43内腔中的水通过水管45压入实验腔111，使实验腔111内的压力逐渐升高，观察压力表，当压力达到预定的压力值时，关闭液压缸A42停止加压，使实验腔111内的压力维持在预定的压力值；
c、启动地浸生产井除垢装置，对样品管段6的内壁除垢10min，除垢过程中，通过摄像头31监视样品管段6内的除垢情况；
本步骤中，预定的压力值设置在1Mpa～3Mpa之间，当实验腔111内的压力超过3.5Mpa时，泄压阀14自动泄压。
S05，验证地浸生产井除垢装置的除垢效果：
a、除垢完成后，控制液压缸A42的活塞杆缩回到极限位置，带动液压缸B43的活塞杆伸出，使液压缸B43内腔体积扩大，在负压作用下，腔室体A11的实验腔111中的水通过水管45抽回液压缸B43内腔中，使实验腔111泄压；
b、拆除上压板12，再将样品管段6拆下、取出、烘干后进行称重，记录重量，与之前的称重数据进行对比。
Claims (5)
1.除垢效果验证装置，其特征是：包括实验腔室、隔离腔室、摄像组件及液压输水机构；
实验腔室包括腔室体A、上压板、密封圈A、泄压阀、压力表、水密接头A及水密接头B；腔室体A呈竖直布置且下端封闭上端开口的中空圆柱形，其内设有实验腔，其上端开口处设有法兰盘A，其下端侧壁上设有连通至实验腔的进出水口；上压板通过螺栓固定连接在腔室体A上端的法兰盘A上，从而将腔室体A上端开口封闭；密封圈A设置在上压板与腔室体A的法兰盘A之间，从而将实验腔密封；泄压阀、压力表、水密接头A及水密接头B均安装在上压板上，泄压阀和压力表位于实验腔外部，水密接头A和水密接头B位于实验腔内部；
隔离腔室包括腔室体B和密封圈B；腔室体B呈上、下两端均开口的圆柱形，其上、下两端开口处分别设有法兰盘B和法兰盘C，其内设有电器元件腔，其整体位于腔室体A的实验腔内，其在上端通过法兰盘B和螺栓固定连接在上压板的下表面上，并将水密接头A容纳在电器元件腔内，其在下端通过法兰盘B与待测试的地浸生产井除垢装置连接；密封圈B设置在上压板与腔室体B的法兰盘B之间，从而将电器元件腔密封；
摄像组件包括摄像头和支架A，摄像头固定安装在支架A上，其线缆连接至水密接头B，支架A设置在腔室体A实验腔内部下端；
液压输水机构位于实验腔室外部，并与腔室体A的进出水口关联，其用于调节腔室体A的实验腔内的水压。
2.如权利要求1所述的除垢效果验证装置，其特征是：液压输水机构包括液压泵站、液压缸A、液压缸B、支架B及水管；液压泵站与液压缸A通过管路连通；液压缸A和液压缸B均固定安装在支架B上，液压缸A的活塞杆与液压缸B的活塞杆连接，液压缸B上设有连通至其内腔的进出液口；水管一端连接在液压缸B的进出液口上，另一端连接在腔室体A的进出水口上；
当液压缸A的活塞杆伸出时，带动液压缸B的活塞杆缩回，从而将液压缸B内腔中的水通过水管推入腔室体A的实验腔内；当液压缸A的活塞杆缩回时，带动液压缸B的活塞杆伸出，从而将腔室体A的实验腔内的水通过水管吸入液压缸B内腔中。
3.如权利要求2所述的除垢效果验证装置，其特征是：当液压缸A的活塞杆伸出到极限位置时，液压缸B的活塞杆缩回到极限位置，当液压缸A的活塞杆缩回到极限位置时，液压缸B的活塞杆伸出到极限位置。
4.如权利要求1～3中任一项所述的除垢效果验证装置，其特征是：支架A包括安装板A、螺杆A、螺杆B及安装板B；摄像头设置在安装板A与安装板B之间；
安装板A上设有绕其中心呈环形均布的3～8个螺杆孔A、绕其中心呈环形均布的3～8个螺杆孔B和绕其中心呈环形均布的3～8个样品管段安装孔，螺杆孔B位于样品管段安装孔围成的圆形的内侧，样品管段安装孔位于螺杆孔A围成的圆形的内侧；安装板B平行于安装板A布置，并位于安装板A的正下方，其上设有绕其中心呈环形均布的3～8个螺杆孔C，其中心处设有中心孔；螺杆A垂直于安装板A穿过安装板A上的螺杆孔A，并在安装板A的两端通过螺母锁紧，从而与安装板A实现相对固定；螺杆B垂直于安装板A依次穿过安装板A上的螺杆孔A和安装板B上的螺杆孔C，并分别在安装板A的上端和安装板B的下端通过螺母锁紧，从而将摄像头压紧固定在安装板A与安装板B之间，摄像头的线缆从安装板B的中心孔中穿出，连接至水密接头B。
5.如权利要求4所述的除垢效果验证装置，其特征是：螺杆A下端设有锥形端头，相应的，腔室体A的实验腔底面上设有与锥形端头相匹配的锥孔；支架A通过锥形端头和锥孔相配合的结构插装在腔室体A实验腔的底面上。
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