专利汇可以提供多功能有杆泵举升模拟试验系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 实施例 提供一种多功能有杆 泵 举升模拟试验系统,该系统包括:电液比例提升驱动控制系统、倾 角 模拟系统、机械连接系统、循环流程系统和 数据采集 及控制系统。通过本发明实施例,可以克服现有试验系统的 缺陷 ,能够对直井、斜井、定向井和 水 平井的有杆抽油泵进行性能测试,满足油田抽油泵的性能测试需求,对新下井的抽油泵提供科学的检测数据。,下面是多功能有杆泵举升模拟试验系统专利的具体信息内容。
1.一种多功能有杆泵举升模拟试验系统,其特征在于,所述系统包括:电液比例提升驱动控制系统、倾角模拟系统、机械连接系统、循环流程系统和数据采集及控制系统;
所述电液比例提升驱动控制系统为抽油泵动态性能试验提供往复直线运动的动力;所述倾角模拟系统实现泵筒与铅垂线的夹角在0°到90°的范围内变化;所述循环流程系统模拟抽油泵的井下实际工况,实现抽油泵的性能测试;所述机械连接系统将抽油泵固定在支撑架上,模拟抽油泵的实际加载工况,并保证试验介质的吸入、排出、动密封,以及在试验过程中细长光杆的稳定性;所述数据采集及控制系统对数据进行采集、计算和处理。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述电液比例提升驱动控制系统采用双泵供液、比例换向阀的控制方式。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述电液比例提升驱动控制系统具体包括:动力源部分、阀控部分、液压配重部分、执行机构部分、手动驱动部分和控制部分;
所述动力源部分采用一大一小双泵集中供液,根据冲程冲次的需要,选择不同的开启方式;所述阀控部分的核心部件为三位四通比例换向阀;所述液压配重部分利用蓄能器作为载体的液压配重;所述执行机构部分由两复合缸组成,每支复合缸由三个腔体构成;所述手动驱动部分在动力源部分无法驱动复合缸动作、而又需要复合缸位置进行微调时使用。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述动力源部分的每个泵出口配有溢流阀作为安全阀使用。
5.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,在所述阀控部分:
当油缸处于上升状态时,比例阀工作的1YA电磁铁通电,比例阀工作在左位,出口压力油进入主缸的无杆腔,推动负载上行,蓄能器供油至复合缸的配重腔提供附加驱动力;
当油缸处于停层状态时,比例阀工作的1YA电磁铁断电,比例阀工作在中位,同时主泵电机停机或通过溢流阀卸荷;
当油缸处于下行状态时,比例阀工作的2YA电磁铁通电,比例阀工作在右位,出口压力油进入主缸的有杆腔,推动负载下行,同时驱动复合缸配重腔往蓄能器内充油。
6.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,在所述液压配重部分:
当油缸处于上冲程时,蓄能器向复合缸配重腔排油产生推力;当油缸处于下冲程时,复合缸配重腔的油液往蓄能器回充。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述液压配重部分的蓄能器还配有一套补油装置,在蓄能器工作压力下降时对其进行补油,以保持正常的工作压力等级。
8.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,在所述执行机构部分:
当油液进入复合缸下腔时,活塞杆上行,当油液进入复合缸上时,活塞杆下行;复合缸的配重腔上行靠蓄能器的排出油液的推力,下行靠主缸活塞杆的带动。
9.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,在所述手动驱动部分:
在配重系统连接的状态下,手摇泵驱动复合缸回缩;手动油路的动力由手摇泵提供。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,手摇泵每摇一次的排量为90ml,复合缸相应移动10mm。
11.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,在所述控制部分:
所述控制部分根据实际工况需要,通过调节控制动力源部分的定量泵和比例换向阀,实现冲程和冲次的自动无级控制;并利用各类传感器实时显示包括压力、流量、温度的工作状态;以及
在压力过高、行程过大、温升超标时,自动发出报警信号或者自动强制停机,以保证电液比例提升驱动系统的安全。
12.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述倾角模拟系统包括:立架、垂直导轨、电动葫芦、电动葫芦支架、垂直滑车、水平导轨、水平滑车、支撑架、倾角锁定机构、斜坡装置及液压站;
所述支撑架两端分别用铰链支撑在垂直滑车和水平滑车之上;抽油泵刚性地固定在所述支撑架上,并与所述支撑架平行。
13.根据权利要求12所述的系统,其特征在于,当所述电动葫芦带动垂直滑车在立架上的垂直导轨中上下运动时,水平滑车在水平导轨上作水平移动,支撑架的倾角随之发生变化。
14.根据权利要求12所述的系统,其特征在于,当所述支撑架处于垂直位置时,泵筒与铅垂线的夹角为0°,此时松开水平滑车上的倾角锁定机构,缓慢下放电葫芦,水平滑车沿斜坡下行,整个支撑架下落,到达一定的倾角后,支撑架及其上的设备依靠重力的作用而自行下放,达到所要求的倾角后,用倾角锁定机构将水平滑车锁定;
当支撑架从水平位置向垂直位置起升时,起升电动葫芦,支撑架的倾角逐渐增大,当倾角接近垂直位置时,水平滑车爬上斜坡。
15.根据权利要求12所述的系统,其特征在于,所述倾角锁定机构在一倾角下进行抽油泵试验时,实现对支撑架的可靠锁紧;
所述斜坡装置保证从垂直位置下放时,支撑架及其上的设备依靠重力的作用自行下落;
所述液压站提供动力,通过液压系统回路的切换控制,实现倾角锁定系统的锁定、保持、解锁。
16.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述循环流程系统包括:储液罐、计量罐、手动阀、电动阀、供液螺杆泵、入口流量计、出口流量计、入口电动调节阀、出口电动调节阀,以及入口和出口蓄能器组、静态混合器、管道泵和高压气源。
17.根据权利要求16所述的系统,其特征在于,所述手动阀为7个,即SFⅠ~SFⅦ、所述电动阀为7个,即DFⅠ~DFⅦ、所述供液螺杆泵为两个、所述入口流量计为两个、所述出口流量计为两个、所述出口电动调节阀为两个。
18.根据权利要求17所述的系统,其特征在于,起动所选定的螺杆泵向待试验的抽油泵中灌注试验介质,螺杆泵灌注的试验介质排量大于抽油泵的排量;并且,通过调节入口电动调节阀的开度实现对抽油泵入口压力的调节。
19.根据权利要求17所述的系统,其特征在于,所述入口蓄能器组设置在供液泵的排出端,根据抽油泵在试验过程中所需流量的大小补充不足的液量或储存多余的液量。
20.根据权利要求17所述的系统,其特征在于,所述电动调节阀实现的流量变化范围
3
为49~500m/d,压力变化范围为0~15MPa;
所述出口蓄能器维持出口流量的稳定,以提高出口压力调节的精度和稳定性。
21.根据权利要求17所述的系统,其特征在于,在所述循环流程系统中:
打开手动阀SFⅠ、关闭手动阀SFⅡ、不启动供液螺杆泵时,抽油泵直接从储液罐中吸入试验介质,不模拟入口沉没压力,以完成常规不模拟入口沉没压力试验。
22.根据权利要求17所述的系统,其特征在于,在所述循环流程系统中:
关闭手动阀SFⅠ,打开手动阀SFⅡ,根据被检测抽油泵的排量大小,打开手动阀SFⅢ或者手动阀SFⅣ;
根据被检测抽油泵的排量大小,打开电动阀DFⅠ、关闭电动阀DFⅡ或者打开电动阀DFⅡ、关闭电动阀DFⅠ,同时打开手动阀SFⅤ、关闭手动阀SFⅥ和手动阀SFⅦ;
吸入抽油泵的试验介质的流量由所选定的入口电磁流量计进行计量,以完成常规模拟入口沉没压力试验。
23.根据权利要求17所述的系统,其特征在于,在所述循环流程系统中:
关闭手动阀SFⅤ,打开手动阀SFⅣ、手动阀SFⅦ,根据所模拟的沉没压力的大小,通过调压阀调节气源的压力,通过静态混合器实现气、液的混合,以完成加气试验。
24.根据权利要求17所述的系统,其特征在于,在所述循环流程系统中:
在加砂试验之前,在供液罐中加入一定量的增加介质粘度的添加剂和一定量的试验用砂,并用搅拌器搅拌均匀。
25.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述机械连接系统包括:抽油泵的固定和试验介质的吸入、排出及动密封部分;以及动力加载和光杆扶正部分。
26.根据权利要求25所述的系统,其特征在于,所述抽油泵的固定和试验介质的吸入、排出及动密封部分,具体包括:固定装置、扶正装置、过渡短节、活节式泵筒连接器、高压三通、动密封装置;其中,
抽油泵的筒体在吸入端通过过渡短节和活节式泵筒连接器与所述固定装置连接,由所述固定装置承受试验过程中产生的轴向载荷,同时试验介质通过固定装置导入抽油泵中;
抽油泵的筒体在排出端通过过渡短节、高压三通与所述动密封装置连接,试验介质从高压三通中导出,所述动密封装置保证试验过程中的动密封。
27.根据权利要求25所述的系统,其特征在于,所述动力加载和光杆扶正部分,具体包括:动力滑车、加载横梁、加载螺栓、拉压传感器、活节式光杆连接器、光杆、光杆定位装置,以及扶正滑车及其扶正块;其中,
所述加载横梁带动动力滑车运动,通过加载螺栓、拉压传感器、活节式光杆连接器带动光杆作往复运动;
所述扶正滑车用于防止在下冲程中细长的光杆失稳,由复合绳轮机构组成的随动扶正滑车,始终处于伸出的光杆的中间位置,从而保证光杆在运动过程中不会失稳。
28.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述数据采集及控制系统具体用于:对悬点载荷、悬点位移、泵出口压力、泵入口压力、泵出口流量、泵入口流量、气体流量、气体压力、试验介质温度进行采集、处理与控制。
29.根据权利要求28所述的系统,其特征在于,所述数据采集及控制系统包括:悬点载荷传感器和悬点位移传感器;
所述悬点载荷传感器和悬点位移传感器将悬点载荷、悬点位移信号转换成4~20mA电信号,经ADAM-4117数据采集模块转换成数字信号,由RS485通讯卡进入控制计算机,再由测试软件完成测量数据的计算机屏幕显示与数据处理。
30.根据权利要求28所述的系统,其特征在于,泵出口流量、泵入口流量、气体流量、气体压力由相应的传感器进行检测,经ADAM-4117数据采集模块转换成数字信号,由RS485通讯卡进入控制计算机,再由测试软件完成测量数据的计算机屏幕显示与数据处理。
31.根据权利要求28所述的系统,其特征在于,泵出口压力、泵入口压力由相应的压力传感器进行检测,分别由XMT-3智能数显控制仪表实现控制台面板的数据显示,并完成相应的控制功能,同时由仪表本身的RS485变送输出端子将检测到的数据送入RS485通讯卡,进入控制计算机,再由测试软件完成测量数据的计算机屏幕显示与数据处理。
32.根据权利要求28所述的系统,其特征在于,泵出口流量通过计量罐进行计量,液位传感器将液位信号进行变换后,送入XMG-2G型智能数显控制仪,经变换后将液位数值由仪表本身的RS485变送输出端子送入RS485通讯卡,进入控制计算机,再由测试软件根据计量灌的结构参数和计量时间完成流量数据的换算,然后显示在计算机屏幕上并完成相应的数据处理。
33.根据权利要求28所述的系统,其特征在于,试验介质温度由温度传感器进行检测,传输给XM908-3型智能数显控制仪,完成介质的加热控制,同时经仪表本身的RS485变送输出端子送入RS485通讯卡,进入控制计算机再由测试软件进行相应的数据处理。
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