CN217305027U - 阀箱检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种阀箱检测系统，涉及油气装备领域。一种阀箱检测系统包括：检测装置、移动装置、控制模块、数据分析处理模块和数据存储及可视化模块；所述检测装置设置于所述移动装置；所述移动装置与所述控制模块信号连接，所述检测装置与所述数据分析处理模块信号连接，所述数据分析处理模块与所述控制模块及所述数据存储及可视化模块分别信号连接。本申请能够解决人工检测阀箱带来劳动强度大、检测效率低等问题。

Description

阀箱检测系统

技术领域

本申请属于油气装备技术领域，具体涉及一种阀箱检测系统。

背景技术

在石油勘探开发作业中，压裂、酸化施工是改造油气藏的重要手段之一。随着油气田超高压、超深井、水平井的不断开发，作业工况也越来越恶劣，要求高压力、大排量作业，因此，对压裂泵的要求越来越高。其中，阀箱是压裂泵液力端的易损件，需要承受高压、腐蚀和疲劳载荷等综合作用，长此以往，阀箱内部容易产生裂纹，出现液体泄露，导致阀箱报废。

当前，需要人员逐台逐缸进行检查，增加人员劳动强度，且检测效率较低。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种阀箱检测系统，能够解决人工检测阀箱带来劳动强度大、检测效率低等问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

本申请实施例提供了一种阀箱检测系统，该阀箱检测系统包括：检测装置、移动装置、控制模块、数据分析处理模块和数据存储及可视化模块；

所述检测装置设置于所述移动装置；

所述移动装置与所述控制模块信号连接，所述检测装置与所述数据分析处理模块信号连接，所述数据分析处理模块与所述控制模块及所述数据存储及可视化模块分别信号连接。

本申请实施例提供的阀箱检测系统，可以对阀箱进行自动检测，相比于人员逐台逐缸检查方式，本申请实施例中的阀箱检测系统具有检测效率高、检测精度高等优势，且无需人工逐台逐缸检测，从而降低了人员劳动强度，节约了劳动成本。

附图说明

图1为本申请实施例公开的阀箱检测系统的示意图；

图2为本申请实施例公开的阀箱检测系统中各部件信号连接的示意图；

图3为本申请实施例公开的阀箱内裂纹检测的控制逻辑图；

图4为本申请实施例公开的阀箱寿命管理的控制逻辑图；

图5为本申请实施例公开的阀箱的剖视图；

图6为本申请实施例公开的移动装置的结构示意图。

附图标记说明：

100-检测装置；110-超声波探头；120-信息识别探头；

200-移动装置；210-第一直线模组；211-第一驱动件；212-第一丝杆；213-第一移动座；220-第二直线模组；221-第二驱动件；222-第二丝杆；223-第二移动座；

300-控制模块；

400-数据分析处理模块；

500-数据存储及可视化模块；

610-第一检测元件；620-第二检测元件；

700-报警元件；

800-阀箱。

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、完整地描述，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，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。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进行详细地说明。

参考图1至图6，本申请实施例公开了一种阀箱检测系统，用于对油气设备的阀箱800进行检测。可选地，可以对压裂部件的阀箱800进行检测，如柱塞泵等。

如图1所示，所公开的阀箱检测系统包括检测装置100、移动装置200、控制模块300、数据分析处理模块400和数据存储及可视化模块500。

其中，检测装置100用于对阀箱800进行检测，以获知阀箱信息，如，阀箱800的标识信息、裂纹情况等。

移动装置200用于带动检测装置100移动，以针对阀箱800的不同位置进行检测。一些实施例中，检测装置100设置于移动装置200。可选地，检测装置100可以与移动装置200的移动端连接，以通过移动装置200的移动端携带检测装置100移动，从而实现对阀箱800的不同位置进行检测。

控制模块300至少用于对移动装置200起到控制作用。一些实施例中，移动装置200与控制模块300信号连接，如此，控制模块300可以向移动装置200发送控制指令，以根据实际需求控制移动装置200工作，从而实现对移动装置200中移动端的运动进行控制。

数据分析处理模块400至少用于对检测装置100的检测信息进行分析处理。一些实施例中，检测装置100与数据分析处理模块400信号连接，如此，检测装置100所检测到的有关阀箱800的信息可以传输至数据分析处理模块400，并经由数据分析处理模块400对上述信息进行分析处理。

数据分析处理模块400与控制模块300信号连接，从而可以将对于阀箱800有关信息的分析处理结果发送至控制模块300，以使控制模块300向移动装置200发送控制指令。

数据存储及可视化模块500用于对数据分析处理模块400的分析处理结果进行存储和处理。一些实施例中，数据存储及可视化模块500与数据分析处理模块400信号连接。如此，数据分析处理模块400针对阀箱800有关信息的分析处理结果，可以传输至数据存储及可视化模块500，从而通过数据存储及可视化模块500进行信息存储和处理。

本申请实施例中的阀箱检测系统的工作原理及过程为：

通过检测装置100对阀箱800进行检测，以得到阀箱800的有关信息；检测装置100将所检测到的阀箱800的有关信息传输至数据分析处理模块400，并通过数据分析处理模块400信息进行分析处理；数据分析处理模块400可以根据分析处理结果，向控制模块300发出控制信号，并通过控制模块300向移动装置200发送运动控制指令，从而通过移动装置200带动检测装置100根据运动控制指令进行移动，进而实现对阀箱800不同位置的检测；与此同时，数据分析处理模块400还可以将分析处理结果信息传输至数据存储及可视化模块500，并由数据存储及可视化模块500对信息进行存储以及处理。因此，可以实现对阀箱800的检测，并实时监控阀箱800的情况，从而可以有效避免压裂泵在阀箱800在非正常情况下进行作业，进而延长了阀箱800的使用寿命，保证了压裂部件的寿命。

相比于人员逐台逐缸检查方式，本申请实施例中的阀箱检测系统具有检测效率高、检测精度高等优势，且无需人工逐台逐缸检测，从而降低了人员劳动强度，节约了劳动成本。

本申请实施例中的阀箱检测系统可以对阀箱800内部的裂纹情况进行检测，除此以外，还可以对阀箱800的使用寿命进行评估、管理，因此，可以保证阀箱800的使用寿命。

如图2和图6所示，检测装置100可以包括超声波探头110和信息识别探头120。其中，超声波探头110用于对阀箱800内部的裂纹情况进行检测，信息识别探头120用于对阀箱800的标识信息进行检测。

可选地，超声波探头110可以包括用于发出和接收超声波信号的超声波激励模块，超声波激励模块与数据分析处理模块400信号连接。

另外，信息识别探头120可以是摄像头、扫描探头等。

为了对阀箱800不同位置的检测，可以将超声波探头110和信息识别探头120均与移动装置200的移动端连接，从而可以通过移动装置200的移动端携带超声波探头110和信息识别探头120移动。

基于此，移动装置200的移动端可以携带超声波探头110移动而对阀箱800内部的不同位置进行裂纹检测，从而可以扩大检测面积，实现对阀箱800内部的全方位检测，并将检测到的阀箱800内部的裂纹情况传输至数据分析处理模块400进行分析处理。

通过移动装置200的移动端携带信息识别探头120移动至与阀箱800的标识牌相对的区域，通过信息识别探头120对阀箱800的标识牌进行扫描，并将扫描的标识信息传输至数据分析处理模块400进行分析处理。

通过移动装置200可以实现检测装置100的多方位运动，从而提高检测装置100所触及的范围，进而提高检测范围。基于此，如图6所示，一些实施例中，移动装置200可以在其中两个方向实现检测装置100的移动。其中，移动装置200包括第一直线模组210和第二直线模组220。通过第一直线模组210可以实现检测装置100在第一方向上往复移动，通过第二直线模组220可以实现检测装置100在第二方向上往复移动。

具体为，第一直线模组210的移动端可以沿第一方向移动，而检测装置100与第一直线模组210的移动端连接。如此通过第一直线模组210的移动端可以携带检测装置100沿第一方向往复移动，从而实现通过检测装置100在第一方向上对阀箱800的内部进行裂纹检测。

第二直线模组220的移动端可以沿第二方向移动，第二方向与第一方向垂直，且第一直线模组210与第二直线模组220的移动端连接。如此，通过第二直线模组220的移动端可以携带第一直线模组210及其上的检测装置100沿第二方向往复移动，从而通过检测装置100在第二方向上对阀箱800的内部进行裂纹检测。

与此同时，通过第一直线模组210和第二直线模组220还可以携带信息识别探头120移动，以使信息识别探头120移动至与阀箱800的标识牌相对，从而识别标识牌上的标识信息。

基于上述设置，通过第一直线模组210和第二直线模组220的配合，可以实现检测装置100在第一方向和第二方向上对阀箱800内部的裂纹检测，以扩大检测范围，实现对阀箱800内部的全方位检测，且实现对阀箱800的标识信息的识别。

如图6所示，一些实施例中，第一直线模组210包括第一驱动件211、第一丝杆212和第一移动座213，其中，第一丝杆212与第一驱动件211传动连接，第一移动座213与第一丝杆212传动连接，检测装置100与第一移动座213连接。

可选地，第一驱动件211可以是伺服电机，伺服电机的转轴与第一丝杆212传动连接，以驱动第一丝杆212旋转，在第一丝杆212双向旋转时，可以带动第一移动座213沿第一方向双向移动。

在其他实施例中，第一驱动件211驱动第一移动座213才可以采用齿轮齿条传动、链轮链条传动、带轮皮带传动等，具体传动方式本申请实施例中不作具体限制。

除此以外，第一直线模组210还可以包括沿第一方向延伸的第一直线导轨，第一移动座213与第一直线导轨滑动连接，如此，通过第一直线导轨可以对第一移动座213起到导向作用。

如图6所示，一些实施例中，第二直线模组220包括第二驱动件221、第二丝杆222和第二移动座223，其中，第二丝杆222与第二驱动件221传动连接，第二移动座223与第二丝杆222传动连接，第一直线模组210与第二移动座223连接。

可选地，第二驱动件221可以是伺服电机，伺服电机的转轴与第二丝杆222传动连接，以驱动第二丝杆222旋转，在第二丝杆222双向旋转时，可以带动第二移动座223沿第二方向双向移动。

在其他实施例中，第二驱动件221驱动第二移动座223才可以采用齿轮齿条传动、链轮链条传动、带轮皮带传动等，具体传动方式本申请实施例中不作具体限制。

除此以外，第二直线模组220还可以包括沿第二方向延伸的第二直线导轨，第二移动座223与第二直线导轨滑动连接，如此，通过第二直线导轨可以对第二移动座223起到导向作用。

另外，第二直线模组220还可以包括支撑座，第二丝杆222的光杆段与支撑座转动连接，以实现对第二丝杆222的支撑，并使第二丝杆222可旋转。可选地，可以在第二方向上间隔设置两个支撑座，通过两个支撑座分别支撑第二丝杆222的两端区域，从而保证了第二丝杆222的稳定性。

为保证第一直线模组210沿第二方向移动过程中的稳定性，移动装置200可以包括两个第二直线模组220，且两个第二直线模组220沿第一方向间隔设置，第一直线模组210与两个第二直线模组220各自的第二移动座223分别连接。如此，可以通过两个第二移动座223分别支撑第一直线模组210的靠近两端的区域，从而使第一直线模组210移动过程中不会发生倾斜，进而保证了第一直线模组210移动的稳定性。

此处需要说明的是，由于设置两个第二直线模组220，此时，两个第二直线模组220可以独立驱动，此时，需要对两个第二直线模组220各自中的第二驱动件221分别进行控制，以使两个第二驱动件221的工作参数相同，从而保证两个第二移动座223的移动速度相同，进而使第一直线模组210在移动过程中不会发生倾斜。

当然，还可以是两个第二直线模组220采用同一个动力源进行驱动，此时，动力源可以具有两个输出端，通过两个输出端分别与两个第二丝杆222传动连接，从而可以通过同一个动力源同时驱动两个第二丝杆222旋转，以带动两个第二移动座223同步移动。此种方式同样可以保证第一直线模组210在移动过程中不会发生倾斜，并且减少了零部件，降低了制造成本。

为了实现第一直线模组210与第二直线模组220之间的连接，可以在第二移动座223上设置通孔和螺纹孔，其中，通孔的轴线沿第一方向延伸，螺纹孔的轴线沿第二方向延伸，使得通孔和螺纹孔的开设方向相互垂直，且两者错位设置，互不干涉。

相应地，第一丝杆212具有光杆段，该光杆段可旋转地穿设于通孔中。如此，可以实现第一直线模组210中的第一丝杆212与第二直线模组220中的第二移动座223之间的转动连接。

第二丝杆222具有螺纹段，该螺纹段穿设于螺纹孔中，且螺纹段与螺纹孔螺纹配合。如此，可以实现第二移动座223与第二丝杆222之间的螺纹连接，在第二丝杆222旋转时，可以带动第二移动座223沿第二方向移动。

基于上述设置，通过在第二移动座223上设置通孔和螺纹孔，可以实现第一丝杆212与第二丝杆222之间的连接，并使第一丝杆212与第二丝杆222相互垂直，从而实现了第一直线模组210与第二直线模组220的连接，且两者之间不会产生运动干涉，因此，可以实现检测装置100在第一方向和第二方向的移动。

为了判断阀箱800是否处于使用状态，还可以对阀箱800内的液体压力进行检测。如图2所示，阀箱检测系统还包括第一检测元件610，第一检测元件610设置于阀箱800内部，并与数据分析处理模块400信号连接。如此，通过第一检测元件610可以实时检测阀箱800内部的液体压力，并将液体压力信息传输至数据分析处理模块400。当所检测到的液体压力达到或超过第一预设阈值时，判定为阀箱800处于使用状态；当所检测到的液体压力低于第一预设阈值时，判定为阀箱800处于非使用状态，也即，结束使用。

为了判断阀箱800是否处于使用状态，除检测阀箱800内液体压力之外，还可以通过检测安装于阀箱800的转轴的转速进行判断。如图2所示，阀箱检测系统还包括第二检测元件620，第二检测元件620与转轴对应设置，如，间隔设置、相对设置等，且第二检测元件620与数据分析处理模块400信号连接。如此，通过第二检测元件620可以实时检测安装于阀箱800的转轴的转速，并将转速信息传输至数据分析处理模块400。当所检测到的转速达到或超过第二预设阈值时，判定为阀箱800处于使用装置；当所检测到的转速小于第二预设阈值时，判定为阀箱800处于非使用状态，也即，结束使用。

为了确保判断准确，还可以同时检测阀箱800内的液体压力和安装于阀箱800的转轴的转速，从而通过液体压力和转轴转速共同判定阀箱800是否处于使用状态，进而可以提高判断准确度。

基于上述设置，可以根据阀箱800是否处于使用状态，累计计算出阀箱800的使用时间，进而可以根据阀箱800使用总时间对阀箱800的寿命进行预测。

一些实施例中，阀箱800的标识牌上的标识信息可以包括阀箱编号、材质、生产日期、出厂日期和生产过程管控信息中的至少一者。除此以外，还可以包括其他信息。基于此，可以采用信息识别探头120识别标识牌中的标识信息，从而获知阀箱800的特征参数，以为阀箱800的寿命管理提供数据基础。

为防止阀箱800出现裂纹后继续使用，以及超过使用寿命，阀箱检测系统还包括报警元件700，该报警元件700与控制模块300信号连接。如此，在超声波探头110检测到阀箱800内部出现裂纹的情况，将检测信号传输至数据分析处理模块400，由数据分析处理模块400向控制模块300传输信息，并由控制模块300控制报警元件700启动，发出报警信息，以对操作人员进行提醒。

可选地，报警元件700可以发出声光报警信号。

本申请实施例中，如图3所示，阀箱800内部裂纹检测的具体过程为：

通过超声波探头110的超声波激励模块接收数据分析处理模块400发出的指令(也可以是数据分析处理模块400向控制模块300发送信号，控制模块300向超声波探头110发出控制指令)，产生超声波激励，通过超声波激励对阀箱800内部进行裂纹检测，通过超声波激励模块接收返回的超声波激励，并将返回的超声波激励发送至数据分析处理模块400，数据分析处理模块400对返回的超声波激励进行分析判断，通过分析判断确定阀箱800内在所检测的位置是否存在裂纹；如果不存在裂纹，数据分析处理模块400将分析处理结果发送至控制模块300，控制模块300控制移动装置200带动超声波探头110移动，以对阀箱800内部其他位置进行检测；如不存在裂纹，将重复上述动作，直至发现裂纹。此时，数据分析处理模块400将裂纹信息传输至数据存储及可视化模块500，通过数据存储及可视化模块500对裂纹信息进行存储；与此同时，控制模块300控制报警元件700发出警报信息，以提醒操作人员即使处理。

本申请实施例中，阀箱寿命管理的具体过程为：

当第一检测元件610检测到的阀箱800内的液体压力达到或超过第一预设阈值，和/或第二检测元件620检测到的安装于阀箱800的转轴的转速达到或超过第二预设阈值时，触发数据分析处理模块400，数据分析处理模块400向控制模块300发送信号，控制模块300控制移动装置200携带信息识别探头120移动，从而可以使信息识别探头120移动至与阀箱800的标识牌相对的区域，从而可以识别标识信息，从而可以读取阀箱编号、材质、生产日期、出厂日期、生产过程管控信息等信息；而后将这些标识信息发送至数据分析处理模块400，经由数据分析处理模块400对数据进行分析处理(如，信息对比等)。

当数据分析处理模块400中没有阀箱800的相应作业记录时，判定为新阀箱800，而后数据存储及可视化模块500将上次记录的阀箱800作业数据归档，建立新纪录档案并开始记录阀箱800作业工况及作业时长；当数据分析处理模块400中存有该阀箱800之前的相关作业数据，阀箱检测系统基于上一次作业时间进行作业时间累积记录；当转轴的转速及阀箱800内液体压力(第一预设值)低于触发值，阀箱检测系统停止记录。如此往复可以记录及输出阀箱800全生命周期寿命管理，并通过大量数据分析与记录，根据现场阀箱800作业工况，对阀箱800寿命进行预测与提醒。

本申请实施例中，阀箱检测系统的工作原理为：

通过控制模块300控制移动装置200带动超声波探头110在阀箱800内部运动，通过超声波探头110对阀箱800内部表面进行超声波检测，通过数据分析处理模块400对返回的超声波信号进行分析处理，分析阀箱800内部是否有裂纹，从而达到阀箱800内部裂纹实时监测的功能，同时，阀箱检测系统还能够实时记录阀箱800运行数据，当阀箱800出现开裂时，能够及时进行寿命、作业工况汇总整理，最终达到寿命管理及预测功能。

综上所述，本申请实施例中的阀箱检测系统，可以实现压裂部件液力端的阀箱800状态实时检测与故障诊断，有效较低因阀箱800开裂造成设备突发故障停机，同时减少液力端的维修保养时间，提高设备使用寿命，降低生产成本，提高作业效率；同时能够完成对阀箱800寿命数据进行管理统计，通过大数据分析，能够根据阀箱800作业工况预测阀箱800使用寿命，使工作人员在其出现问题前及时更换，有效降低作业过程中突发停机的概率，提高施工生产成本较低人员费用，提高生产效率。

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)

1.一种阀箱检测系统，其特征在于，包括：检测装置(100)、移动装置(200)、控制模块(300)、数据分析处理模块(400)和数据存储及可视化模块(500)；

所述检测装置(100)设置于所述移动装置(200)；

所述移动装置(200)与所述控制模块(300)信号连接，所述检测装置(100)与所述数据分析处理模块(400)信号连接，所述数据分析处理模块(400)与所述控制模块(300)及所述数据存储及可视化模块(500)分别信号连接。

2.根据权利要求1所述的阀箱检测系统，其特征在于，所述检测装置(100)包括用于检测阀箱(800)内裂纹情况的超声波探头(110)和用于检测所述阀箱(800)的标识信息的信息识别探头(120)；

所述超声波探头(110)和所述信息识别探头(120)均与所述移动装置(200)的移动端连接。

3.根据权利要求1所述的阀箱检测系统，其特征在于，所述移动装置(200)包括第一直线模组(210)和第二直线模组(220)；

所述第一直线模组(210)的移动端沿第一方向可移动，所述第二直线模组(220)的移动端沿第二方向可移动，所述第一方向与所述第二方向垂直；

所述检测装置(100)与所述第一直线模组(210)的移动端连接，所述第一直线模组(210)与所述第二直线模组(220)的移动端连接。

4.根据权利要求3所述的阀箱检测系统，其特征在于，所述第一直线模组(210)包括第一驱动件(211)、第一丝杆(212)和第一移动座(213)；

所述第一丝杆(212)与所述第一驱动件(211)传动连接，所述第一移动座(213)与所述第一丝杆(212)传动连接，所述检测装置(100)与所述第一移动座(213)连接；

和/或，所述第二直线模组(220)包括第二驱动件(221)、第二丝杆(222)和第二移动座(223)；

所述第二丝杆(222)与所述第二驱动件(221)传动连接，所述第二移动座(223)与所述第二丝杆(222)传动连接，所述第一直线模组(210)与所述第二移动座(223)连接。

5.根据权利要求4所述的阀箱检测系统，其特征在于，所述移动装置(200)包括两个所述第二直线模组(220)，两个所述第二直线模组(220)沿所述第一方向间隔设置；

所述第一直线模组(210)与两个所述第二直线模组(220)各自的所述第二移动座(223)分别连接。

6.根据权利要求4或5所述的阀箱检测系统，其特征在于，所述第二移动座(223)设有通孔和螺纹孔，所述通孔的轴线沿所述第一方向延伸，所述螺纹孔的轴线沿所述第二方向延伸；

所述第一丝杆(212)具有光杆段，所述光杆段可旋转地穿设于所述通孔；

所述第二丝杆(222)具有螺纹段，所述螺纹段穿设于所述螺纹孔，且两者螺纹配合。

7.根据权利要求1所述的阀箱检测系统，其特征在于，所述阀箱检测系统还包括用于检测所述阀箱(800)内液体压力的第一检测元件(610)，所述第一检测元件(610)与所述数据分析处理模块(400)信号连接；

所述第一检测元件(610)设置于所述阀箱(800)内部。

8.根据权利要求1所述的阀箱检测系统，其特征在于，所述阀箱检测系统还包括用于检测安装于所述阀箱(800)的转轴转速的第二检测元件(620)，所述第二检测元件(620)与所述数据分析处理模块(400)信号连接；

所述第二检测元件(620)与所述转轴对应设置。

9.根据权利要求2所述的阀箱检测系统，其特征在于，所述标识信息包括阀箱编号、材质、生产日期、出厂日期和生产过程管控信息中的至少一者。

10.根据权利要求1所述的阀箱检测系统，其特征在于，所述阀箱检测系统还包括报警元件(700)，所述报警元件(700)与所述控制模块(300)信号连接。

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