CN213714608U - 一种测压缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种测压缓冲装置，包括柱塞缸和压力传感器，所述柱塞缸包括柱塞缸筒、柱塞和缸盖，所述压力传感器设置在所述缸盖上，所述柱塞设置在所述柱塞缸筒内并适于在所述柱塞缸筒内滑动，所述柱塞缸筒的一端设有所述缸盖，所述柱塞缸筒的另一端适于与压裂泵的高压腔体连接；所述柱塞缸筒具有第一空腔和第二空腔，所述第一空腔和所述第二空腔分别位于所述柱塞的两端，且所述第一空腔适于填充液压油并与所述压力传感器连通，所述第二空腔适于与所述高压腔体连通。本实用新型利用柱塞将压裂液与压力传感器隔开，从而避免压裂液直接作用到压力传感器的感应膜片上而造成感应膜片磨损，使得压力传感器失效，进而延长了压力传感器的使用寿命。

Description

一种测压缓冲装置

技术领域

本实用新型涉及缓冲装置技术领域，具体而言，涉及一种测压缓冲装置。

背景技术

目前，压裂车进行压裂作业时，压裂液从压裂泵的高压腔泵出，经压裂泵排出管汇泵入井内，在这个过程中，通常需要监控压裂液的排出压力，即压裂泵的高压腔压力，故在压裂泵的高压腔处设置压力传感器，通过高压腔内的压裂液作用在压力传感器的感应膜片上，以检测高压腔压力。但由于高压腔内的压裂液含有沙粒等添加剂，沙粒直接作用在压力传感器膜片上，容易导致膜片磨损、传感器失效。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是：如何防止压裂泵高压腔处的压力传感器的膜片遭受含沙压裂液的磨损。

为解决上述问题，本实用新型提供一种测压缓冲装置，包括柱塞缸和压力传感器，所述柱塞缸包括柱塞缸筒、柱塞和缸盖，所述压力传感器设置在所述缸盖上，所述柱塞设置在所述柱塞缸筒内并适于在所述柱塞缸筒内滑动，所述柱塞缸筒的一端设有所述缸盖，所述柱塞缸筒的另一端适于与压裂泵的高压腔体连接；所述柱塞缸筒具有第一空腔和第二空腔，所述第一空腔和所述第二空腔分别位于所述柱塞的两端，且所述第一空腔适于填充液压油并与所述压力传感器连通，所述第二空腔适于与所述高压腔体连通。

可选地，所述缸盖上设有与所述第一空腔连通的第一连接孔，所述压力传感器设置在所述第一连接孔处。

可选地，所述第一空腔的横截面面积大于所述第二空腔的横截面面积。

可选地，所述柱塞缸筒还具有隔离腔，所述隔离腔位于所述第一空腔和所述第二空腔之间，所述柱塞缸筒的缸壁上设有排液孔，且所述排液孔与所述隔离腔连通。

可选地，所述测压缓冲装置还包括第一密封组件，所述缸盖与所述柱塞缸筒通过所述第一密封组件密封连接。

可选地，所述测压缓冲装置还包括设置在第一空腔内的第二密封组件，所述柱塞远离于所述第二空腔的一端与所述柱塞缸筒通过所述第二密封组件密封连接。

可选地，所述测压缓冲装置还包括设置在第二空腔内的第三密封组件，所述柱塞远离于所述第一空腔的一端与所述柱塞缸筒通过所述第三密封组件密封连接。

可选地，所述第三密封组件包括铜套、V型密封圈、垫圈和压盖。

可选地，所述测压缓冲装置还包括充液接头，所述缸盖上设有与所述第一空腔连通的第二连接孔，所述充液接头设置在所述第二连接孔处，且所述充液接头与所述第二连接孔连通，所述测压缓冲装置适于通过所述充液接头向所述第一空腔内注入液压油。

可选地，所述测压缓冲装置还包括转换接头，所述充液接头通过所述转换接头安装在所述第二连接孔处。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过设置柱塞缸，利用柱塞缸内的柱塞将压裂液与压力传感器隔开，测压缓冲装置工作时，高压腔体内的高压压裂液作用在柱塞的下端，推动柱塞上移，压缩第一空腔内的液压油，使得被压缩的液压油产生的压力作用到压力传感器的感应膜片上，压力传感器通过直接检测液压油的压力，同时根据柱塞上下两端受力平衡的原理，可以间接测量出第二空腔内高压压裂液的压力，从而避免高压压裂液直接作用到压力传感器的感应膜片上而造成感应膜片磨损，使得压力传感器失效，进而延长了压力传感器的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例中测压缓冲装置的剖视结构示意图。

附图标记说明：

1-柱塞缸筒，11-第一空腔，12-第二空腔，13-隔离腔，14-排液孔，2-柱塞，3-缸盖，31-第一连接孔，32-第二连接孔，4-第一密封组件，41-O型密封圈，42-第一挡圈，5-第二密封组件，51-密封圈，52-第二挡圈，53-导向套，6-第三密封组件，61-铜套，62-V型密封圈，63-垫圈，64-压盖，7-压力传感器，8-充液接头，9-转换接头。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必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，以便这里描述的本实用新型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。

结合图1所示，本实用新型实施例提供一种测压缓冲装置，包括柱塞缸和压力传感器7，柱塞缸包括柱塞缸筒1、柱塞2和缸盖3，压力传感器7设置在缸盖3上，柱塞2设置在柱塞缸筒1内并适于在柱塞缸筒1内滑动，柱塞缸筒1的一端设有缸盖3，柱塞缸筒1的另一端适于与压裂泵的高压腔体连接；柱塞缸筒1具有第一空腔11和第二空腔12，第一空腔11和第二空腔12分别位于柱塞2的两端，且第一空腔11适于填充液压油并与压力传感器7连通，第二空腔12适于与高压腔体连通。

需要说明的是，在图1中，Z1方向表示上方，Z2方向表示下方，柱塞缸筒1的下端即为柱塞缸筒1位于图1中Z2方向的一端，相应地，柱塞缸筒1的上端即为柱塞缸筒1位于图1中Z1方向的一端。柱塞缸通常呈竖直状态安装在压裂泵的高压腔体的上端，即柱塞缸筒1的下端安装在高压腔体上，而柱塞缸筒1的上端设置有缸盖3，压力传感器7则安装在缸盖3上。柱塞缸筒1内部呈空腔结构，柱塞2可以在该空腔结构内上下移动，并将该空腔结构分隔为第一空腔11和第二空腔12，第一空腔11位于柱塞2的上方，第二空腔12位于柱塞的下方；在柱塞缸安装在高压腔体上后，第二空腔12与高压腔体连通，使得压裂泵高压腔体内的压裂液能够进入到第二空腔12内，在压力传感器7安装在缸盖3上后，压力传感器7与第一空腔11连通，而在使用测压缓冲装置检测压裂泵高压腔体内压裂液的压力时，需要预先向柱塞缸的第一空腔11内充入液压油。

如此，柱塞缸内的柱塞2将压裂液与压力传感器7隔开，测压缓冲装置工作时，高压腔体内的高压压裂液作用在柱塞2的下端，推动柱塞2上移，压缩第一空腔11内的液压油，使得被压缩的液压油产生的压力作用到压力传感器7的感应膜片上，压力传感器7通过直接检测液压油的压力，同时根据柱塞2上下两端受力平衡的原理，可以间接测量出第二空腔12内高压压裂液的压力，从而避免高压压裂液直接作用到压力传感器7的感应膜片上而造成感应膜片磨损，使得压力传感器7失效，进而延长了压力传感器7的使用寿命。

具体地，柱塞缸筒1的下端设有法兰结构，柱塞缸筒1通过法兰结构安装固定在压裂泵的高压腔体上，使得柱塞缸与高压腔体之间的连接更加牢固。

可选地，结合图1所示，缸盖3上设有与第一空腔11连通的第一连接孔31，压力传感器7设置在第一连接孔31处。

本实施例中，压力传感器7设置在第一连接孔31处时，压力传感器7的下端插在第一连接孔31内。当向第一空腔11内注入液压油以充满柱塞2的上方空腔时，由于第一连接孔31与第一空腔11连通，故第一连接孔31内也会充满液压油，使得压力传感器7下端的感应膜片直接与液压油接触，而液压油的清洁度相较于压裂液来说比较高，感应膜片不容易被磨损。在柱塞2向上移动以压缩柱塞2上方的液压油时，被压缩的液压油产生的压力直接作用到压力传感器7下端的感应膜片上，便于压力传感器7通过检测液压油的压力来实现测量高压压裂液的压力的目的。

进一步地，第一连接孔31为螺纹孔结构，压力传感器7与缸盖3在第一连接孔31处螺纹连接。如此，使得压力传感器7与缸盖3之间的连接更为牢固且方便拆装。

故本实施例中，压力传感器7设置在第一连接孔31处时，压力传感器7的下端插在第一连接孔31内，且只占用了第一连接孔31的部分空腔，即第一连接孔31连通第一空腔11的一端与压力传感器7的下端之间具有间距，该间距所形成的空腔内充满空气。在柱塞2向上移动以挤压第一空腔11内的液压油时，液压油进入第一连接孔31内，压缩第一连接孔31内的空气，使得第一连接孔31内产生压力，并作用到压力传感器7下端的感应膜片上，便于压力传感器7通过检测第一连接孔31内产生的压力来实现测量高压压裂液的压力的目的，从而可以在第一空腔11内充满液压油时也能够检测高压压裂液的压力，保证测压缓冲装置的正常工作。

可选地，第一空腔11的横截面面积大于第二空腔12的横截面面积。其中，由于柱塞缸呈竖直状态安装在压裂泵的高压腔体上，故第一空腔11和第二空腔12的横截面指的是第一空腔11和第二空腔12与水平面平行的截面。

由于压裂泵高压腔体内的压裂液的压力可达120MPa，直接测量高压压裂液的压力时需要采用高压传感器，而高压传感器的价格通常比较昂贵，使用成本较高。而根据柱塞2上下两端受力平衡的原理，在柱塞2上下两端的作用力相同时，第一空腔11和第二空腔11内的压力与第一空腔11和第二空腔11的横截面面积呈反比，即第一空腔11的横截面面积大于第二空腔11的横截面面积时，第一空腔11内的压力小于第二空腔11内的压力，反之，第一空腔11的横截面面积小于第二空腔11的横截面面积时，第一空腔11内的压力大于第二空腔11内的压力。比如说，第一空腔11和第二空腔12的横截面面积比为2:1时，120MPa的压裂液对应到第一空腔11内压力值就变为60MPa，因此采用价格低廉的小量程压力传感器7即可满足使用要求。

故本实施例中，将第一空腔11的横截面面积设置为大于第二空腔12的横截面面积，以减小第一空腔11内的压力值，缩短压力传感器7的测量量程，从而可以采用价格低廉的小量程压力传感器7即可满足使用要求，降低了压力传感器7的采购成本或设计成本，进而降低了测压缓冲装置的生产成本。

可选地，结合图1所示，柱塞缸筒1还具有隔离腔13，隔离腔13位于第一空腔11和第二空腔12之间，柱塞缸筒1的缸壁上设有排液孔14，且排液孔14与隔离腔13连通。

由于测压缓冲装置在长期使用后，可能会出现第一空腔11内的液压油或第二空腔12内的压裂液从柱塞2与柱塞缸筒1内壁之间的接触处泄漏到隔离腔13内，若不及时排出隔离腔13内的压裂液或液压油，容易造成憋压。故本实施例中，在柱塞缸筒1的缸壁上开设与隔离腔13连通的排液孔14，以便于在高压压裂液或液压油发生泄漏时，可通过柱塞缸筒1上的排液孔14将泄漏到隔离腔13内的高压压裂液或液压油排出至柱塞缸外，避免柱塞缸憋压，保证测压缓冲装置能够正常工作。

进一步地，排液孔14通过排液管连接至收纳容器，如此，以便于将隔离腔13内的高压压裂液或液压油排至收纳容器内收集起来，避免污染柱塞缸或环境。

可选地，结合图1所示，测压缓冲装置还包括第一密封组件4，缸盖3与柱塞缸筒1通过第一密封组件4密封连接。如此，通过设置第一密封组件4以实现缸盖3与柱塞缸筒1之间的密封连接，使得缸盖3与柱塞缸筒1安装固定后第一空腔11形成密闭腔，便于填充在第一空腔11内的液压油压缩产生压力，提高压力传感器7在测量时的准确性。

可选地，缸盖3上与第一密封组件4相对应的位置处设有第一密封凹槽，第一密封组件4套设在第一密封凹槽处，并与柱塞缸筒1的内壁抵接。如此，可以通过设置第一密封凹槽来对第一密封组件4的安装进行定位，以提高测压缓冲装置的生产效率。

进一步地，结合图1所示，第一密封组件4包括O型圈41和第一挡圈42。如此，采用O型圈41配合第一挡圈42来实现缸盖3与柱塞缸筒1之间的密封连接，不仅成本低廉，而且结构简单，容易获取。

可选地，结合图1所示，测压缓冲装置还包括设置在第一空腔11内的第二密封组件5，柱塞2远离于第二空腔12的一端与柱塞缸筒1通过第二密封组件5密封连接。其中，柱塞2远离于第二空腔12的一端也是柱塞2的上端。如此，通过设置第二密封组件5以实现柱塞2的上端与柱塞缸筒1内壁之间的密封连接，防止位于柱塞2上端的第一空腔11内的液压油在柱塞2的上端与柱塞缸筒1内壁之间的接触处发生泄漏，导致液压油产生的压力偏小，影响压力传感器7测量时的准确性，从而进一步提高压力传感器7在测量时的准确性。

可选地，柱塞2上与第二密封组件5相对应的位置处设有第二密封凹槽，第二密封组件5套设在第二密封凹槽处，并与柱塞缸筒1的内壁抵接。如此，可以通过设置第二密封凹槽来对第二密封组件5的安装进行定位，以提高测压缓冲装置的生产效率。

进一步地，结合图1所示，第二密封组件5包括密封圈51、第二挡圈52和导向套53。本实施例中，导向套53的设置除了起到密封作用外，还可以引导柱塞2上下移动，起到一定的导向作用，为了更好的进行导向，导向套53通常设有两个，此时，密封圈51和第二挡圈52位于两个导向套53之间。如此，采用密封圈51、第二挡圈52和导向套53共同配合来实现柱塞2的上端与柱塞缸筒1内壁之间的密封连接，不仅成本低廉，而且结构简单，容易获取。

可选地，结合图1所示，测压缓冲装置还包括设置在第二空腔12内的第三密封组件6，柱塞2远离于第一空腔11的一端与柱塞缸筒1通过第三密封组件6密封连接。其中，柱塞2远离于第一空腔11的一端也是柱塞2的下端。如此，通过设置第三密封组件6以实现柱塞2的下端与柱塞缸筒1内壁之间的密封连接，防止位于柱塞2下端的第二空腔12内的高压压裂液在柱塞2的下端与柱塞缸筒1内壁之间的接触处发生泄漏，导致高压压裂液的压力偏小，影响压力传感器7测量时的准确性，从而进一步提高压力传感器7在测量时的准确性。

可选地，柱塞2上与第三密封组件6相对应的位置处设有第三密封凹槽，第三密封组件6套设在第三密封凹槽处，并与柱塞缸筒1的内壁抵接。如此，可以通过设置第三密封凹槽来对第三密封组件6的安装进行定位，以提高测压缓冲装置的生产效率。

可选地，结合图1所示，第三密封组件6包括铜套61、V型密封圈62、垫圈63和压盖64。如此，采用铜套61、V型密封圈62、垫圈63和压盖64共同配合来实现柱塞2的下端与柱塞缸筒1内壁之间的密封连接，不仅成本低廉，而且结构简单，容易获取。

可选地，结合图1所示，测压缓冲装置还包括充液接头8，缸盖3上设有与第一空腔11连通的第二连接孔32，充液接头8设置在第二连接孔32处，且充液接头8与第二连接孔32连通，测压缓冲装置适于通过充液接头8向第一空腔11内注入液压油。如此，当第一空腔11内的液压油发生泄漏时，可通过充液接头8向第一空腔11内注入液压油。

进一步地，充液接头8可以是机械式测压表接头，结构简单，容易获取。

可选地，结合图1所示，测压缓冲装置还包括转换接头9，充液接头8通过转换接头9安装在第二连接孔32处。本实施例中，将充液接头8通过转换接头9与缸盖3连接，这样，在需要更换不同型号或种类的充液接头8时，可以通过更换转换接头9来匹配测压缓冲装置，从而无需重新设计测压缓冲装置，使得测压缓冲装置的适用范围更广，通用性更强。

进一步地，第二连接孔32为螺纹孔结构，转换接头9的一端与充液接头8螺纹连接，另一端与缸盖3在第二连接孔32螺纹连接。如此，使得转换接头9与充液接头8、缸盖3三者之间的连接更为牢固，且方便拆装。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种测压缓冲装置，其特征在于，包括柱塞缸和压力传感器(7)，所述柱塞缸包括柱塞缸筒(1)、柱塞(2)和缸盖(3)，所述压力传感器(7)设置在所述缸盖(3)上，所述柱塞(2)设置在所述柱塞缸筒(1)内并适于在所述柱塞缸筒(1)内滑动，所述柱塞缸筒(1)的一端设有所述缸盖(3)，所述柱塞缸筒(1)的另一端适于与压裂泵的高压腔体连接；所述柱塞缸筒(1)具有第一空腔(11)和第二空腔(12)，所述第一空腔(11)和所述第二空腔(12)分别位于所述柱塞(2)的两端，且所述第一空腔(11)适于填充液压油并与所述压力传感器(7)连通，所述第二空腔(12)适于与所述高压腔体连通。

2.根据权利要求1所述的测压缓冲装置，其特征在于，所述缸盖(3)上设有与所述第一空腔(11)连通的第一连接孔(31)，所述压力传感器(7)设置在所述第一连接孔(31)处。

3.根据权利要求1所述的测压缓冲装置，其特征在于，所述第一空腔(11)的横截面面积大于所述第二空腔(12)的横截面面积。

4.根据权利要求1所述的测压缓冲装置，其特征在于，所述柱塞缸筒(1)还具有隔离腔(13)，所述隔离腔(13)位于所述第一空腔(11)和所述第二空腔(12)之间，所述柱塞缸筒(1)的缸壁上设有排液孔(14)，且所述排液孔(14)与所述隔离腔(13)连通。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的测压缓冲装置，其特征在于，还包括第一密封组件(4)，所述缸盖(3)与所述柱塞缸筒(1)通过所述第一密封组件(4)密封连接。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的测压缓冲装置，其特征在于，还包括设置在第一空腔(11)内的第二密封组件(5)，所述柱塞(2)远离于所述第二空腔(12)的一端与所述柱塞缸筒(1)通过所述第二密封组件(5)密封连接。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的测压缓冲装置，其特征在于，还包括设置在第二空腔(12)内的第三密封组件(6)，所述柱塞(2)远离于所述第一空腔(11)的一端与所述柱塞缸筒(1)通过所述第三密封组件(6)密封连接。

8.根据权利要求7所述的测压缓冲装置，其特征在于，所述第三密封组件(6)包括铜套(61)、V型密封圈(62)、垫圈(63)和压盖(64)。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的测压缓冲装置，其特征在于，还包括充液接头(8)，所述缸盖(3)上设有与所述第一空腔(11)连通的第二连接孔(32)，所述充液接头(8)设置在所述第二连接孔(32)处，且所述充液接头(8)与所述第二连接孔(32)连通，所述测压缓冲装置适于通过所述充液接头(8)向所述第一空腔(11)内注入液压油。

10.根据权利要求9所述的测压缓冲装置，其特征在于，还包括转换接头(9)，所述充液接头(8)通过所述转换接头(9)安装在所述第二连接孔(32)处。

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