围压模拟维持系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术提供了一种围压模拟维持系统及其运行方法。围压模拟维持系统包括：第一压力转换装置；第二压力转换装置：第一转换管路；第二转换管路，第一转换管路和第二转换管路并联设置在原介质出口管路上，第一压力转换装置与第一转换管路连通，第二压力转换装置与第二转换管路连通；替换介质恒压管路，第一压力转换装置和第二压力转换装置与替换介质恒压管路连通，原介质和替换介质在第一压力转换装置和第二压力转换装置中相对移动；控制器，第一转换管路和第二转换管路上设置有开闭阀，开闭阀与控制器电连接，控制器控制开闭阀的开闭，以使原介质交替进入和流出第一压力转换装置及第二压力转换装置。本发明专利技术解决了现有技术中围压维持不稳定的问题。维持不稳定的问题。维持不稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】
围压模拟维持系统及其运行方法


[0001]本专利技术涉及液压
，具体而言，涉及一种围压模拟维持系统及其运行方法。

技术介绍

[0002]目前系统压力维持都是通过溢流阀或者溢流阀加蓄能器来维持系统的压力。该方式在常规的液压系统、水压、气动压力通过系统的溢流阀来维持。但溢流阀维持的特点是对系统的粘度敏感，对于粘度变化比较大的流体容易使得压力不稳定。对于粘度比较小的流体压力维持不稳定。另外对于压力比较小的或者比较大的压力稳定，限于溢流阀的原件性能也是很难实现维持压力稳定的。
[0003]目前，随着钻井、采油技术的日益发展，油气井钻井深度越来越深，6000～10000米的深井超深井，需要研制各种配套井下工具。这些井下工具在研制过程中，需要进行超高压力值的动围压模拟实验。目前的动围压模拟实验装置都是通过溢流阀或者溢流阀加蓄能器来维持系统的压力，这种围压系统有两个方面不足，一是模拟的动围压比较低，满足不了60～100MPa的超高动围压模拟；二是围压模拟实验中产生的工作液含有大量固体颗粒，高压高流速条件下通过溢流阀直排，会造成溢流阀阀芯磨损严重，导致围压不稳定，且严重影响溢流阀的使用寿命。
[0004]由上可知，现有技术中存在围压维持不稳定的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种围压模拟维持系统及其运行方法，以解决现有技术中围压维持不稳定的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种围压模拟维持系统，包括：第一压力转换装置；第二压力转换装置：第一转换管路；第二转换管路，第一转换管路和第二转换管路并联设置在原介质出口管路上，第一压力转换装置的一端与第一转换管路连通，第二压力转换装置的一端与第二转换管路连通；替换介质恒压管路，第一压力转换装置的另一端和第二压力转换装置的另一端均与替换介质恒压管路连通，原介质和替换介质能够在第一压力转换装置和第二压力转换装置中相对移动，以将原介质的压力转换为替换介质的压力；控制器，第一转换管路和第二转换管路上设置有开闭阀，开闭阀为多个，多个开闭阀均与控制器电连接，控制器能够控制多个开闭阀的开闭，以使原介质交替进入第一压力转换装置及第二压力转换装置和从第一压力转换装置及第二压力转换装置流出。
[0007]进一步地，开闭阀包括第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀和第二出口阀，第一入口阀和第一出口阀设置在第一转换管路上，第二入口阀和第二出口阀设置在第二转换管路上。
[0008]进一步地，第一压力转换装置的一端与第一转换管路的连通处位于第一入口阀和第一出口阀之间；和/或第二压力转换装置的一端与第二转换管路的连通处位于第二入口阀和第二出口阀之间。
[0009]进一步地，第一压力转换装置包括：第一缸筒，第一缸筒具有第一中空腔，第一中空腔包括顺次连通的第一替换介质腔和第一原介质腔，替换介质恒压管路与第一替换介质腔连通，第一转换管路与第一原介质腔连通；第一活塞，第一活塞可移动地设置在第一替换介质腔内。
[0010]进一步地，第二压力转换装置包括：第二缸筒，第二缸筒具有第二中空腔，第二中空腔包括顺次连通的第二替换介质腔和第二原介质腔，替换介质恒压管路与第二替换介质腔连通，第二转换管路与第二原介质腔连通；第二活塞，第二活塞可移动地设置在第二替换介质腔内。
[0011]进一步地，第一替换介质腔的横截面积大于第一原介质腔的横截面积；和/或第二替换介质腔的横截面积大于第二原介质腔的横截面积。
[0012]进一步地，第一压力转换装置还包括第一位置传感器，第一位置传感器与控制器电连接，用于接收第一活塞的位置信号并发送至控制器；和/或第二压力转换装置还包括第二位置传感器，第二位置传感器与控制器电连接，用于接收第二活塞的位置信号并发送至控制器。
[0013]进一步地，围压模拟维持系统还包括溢流阀，溢流阀为两个，两个溢流阀设置在替换介质恒压管路上，且分别靠近第一压力转换装置和第二压力转换装置。
[0014]进一步地，替换介质为液压油、乳化液中的任意一种。
[0015]进一步地，开闭阀为电动比例阀或者电动球阀。
[0016]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种围压模拟维持系统的运行方法，围压模拟维持系统包括：第一压力转换装置，第一压力转换装置包括第一活塞和第一替换介质腔，第一活塞可移动地设置在第一替换介质腔内；第二压力转换装置，第二压力转换装置包括第二活塞和第二替换介质腔，第二活塞可移动地设置在第二替换介质腔内；第一转换管路；第二转换管路，第一转换管路和第二转换管路并联设置在原介质出口管路上，第一压力转换装置的一端与第一转换管路连通，第二压力转换装置的一端与第二转换管路连通；替换介质恒压管路，第一压力转换装置的另一端和第二压力转换装置的另一端均与替换介质恒压管路连通；控制器，第一转换管路和第二转换管路上设置有开闭阀，开闭阀与控制器电连接，开闭阀包括第一入口阀、第二入口阀、第一出口阀和第二出口阀，第一入口阀和第一出口阀设置在第一转换管路上，第二入口阀和第二出口阀设置在第二转换管路上，运行方法包括：控制器控制第一入口阀打开，第一出口阀和第二入口阀关闭，以使原介质通过第一转换管路进入第一压力转换装置；原介质推动第一活塞在第一替换介质腔内移动以挤压替换介质，当第一活塞移动至第一预设位置时，控制器控制第一入口阀逐渐关闭，且第二入口阀同步逐渐打开，以使原介质通过第二转换管路进入第二压力转换装置；原介质推动第二活塞在第二替换介质腔内移动以挤压替换介质，当第一入口阀全部关闭，且第二入口阀全部打开时，控制器控制第一出口阀打开，替换介质推动第一活塞在第一替换介质腔内移动以将原介质通过第一转换管路排出，当第一活塞移动至第二预设位置时，控制器控制第一出口阀关闭；当第二活塞移动至第一预设位置时，控制器控制第二入口阀逐渐关闭，且第一入口阀同步逐渐打开，以使原介质通过第一转换管路进入第一压力转换装置；当第二入口阀全部关闭，且第一入口阀全部打开时，控制器控制第二出口阀打开，替换介质推动第二活塞在第二替换介质腔内移动以将原介质通过第二转换管路排出，当第二活塞移动至第二预设
位置时，控制器控制第二出口阀关闭；以此循环，第一压力转换装置和第二压力转换装置交替工作，以维持原介质出口管路中的压力。
[0017]应用本专利技术的技术方案，通过围压模拟维持系统包括第一压力转换装置、第二压力转换装置、第一转换管路、第二转换管路、替换介质恒压管路和控制器，第一转换管路和第二转换管路并联设置在原介质出口管路上，第一压力转换装置的一端与第一转换管路连通，第二压力转换装置的一端与第二转换管路连通，第一压力转换装置的另一端和第二压力转换装置的另一端均与替换介质恒压管路连通，原介质和替换介质能够在第一压力转换装置和第二压力转换装置中相对移动，以将原介质的压力转换为替换介质的压力，第一转换管路和第二转换管路上设置有开闭阀，开闭阀为多个，多个开闭阀均与控制器电连接，控制器能够控制多个开闭阀的开闭，以使原介质交替进入第一压力转换装置及第二压力转换装置和从第一压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种围压模拟维持系统，其特征在于，包括：第一压力转换装置(10)；第二压力转换装置(20)：第一转换管路(30)；第二转换管路(40)，所述第一转换管路(30)和所述第二转换管路(40)并联设置在原介质出口管路(110)上，所述第一压力转换装置(10)的一端与所述第一转换管路(30)连通，所述第二压力转换装置(20)的一端与所述第二转换管路(40)连通；替换介质恒压管路(50)，所述第一压力转换装置(10)的另一端和所述第二压力转换装置(20)的另一端均与所述替换介质恒压管路(50)连通，原介质和替换介质能够在所述第一压力转换装置(10)和所述第二压力转换装置(20)中相对移动，以将所述原介质的压力转换为所述替换介质的压力；控制器，所述第一转换管路(30)和所述第二转换管路(40)上设置有开闭阀，所述开闭阀为多个，多个所述开闭阀均与所述控制器电连接，所述控制器能够控制多个所述开闭阀的开闭，以使所述原介质交替进入所述第一压力转换装置(10)及所述第二压力转换装置(20)和从所述第一压力转换装置(10)及所述第二压力转换装置(20)流出。2.根据权利要求1所述的围压模拟维持系统，其特征在于，所述开闭阀包括第一入口阀(60)、第二入口阀(70)、第一出口阀(80)和第二出口阀(90)，所述第一入口阀(60)和所述第一出口阀(80)设置在所述第一转换管路(30)上，所述第二入口阀(70)和所述第二出口阀(90)设置在所述第二转换管路(40)上。3.根据权利要求2所述的围压模拟维持系统，其特征在于，所述第一压力转换装置(10)的一端与所述第一转换管路(30)的连通处位于所述第一入口阀(60)和所述第一出口阀(80)之间；和/或所述第二压力转换装置(20)的一端与所述第二转换管路(40)的连通处位于所述第二入口阀(70)和所述第二出口阀(90)之间。4.根据权利要求1所述的围压模拟维持系统，其特征在于，所述第一压力转换装置(10)包括：第一缸筒(11)，所述第一缸筒(11)具有第一中空腔，所述第一中空腔包括顺次连通的第一替换介质腔(111)和第一原介质腔(112)，所述替换介质恒压管路(50)与所述第一替换介质腔(111)连通，所述第一转换管路(30)与所述第一原介质腔(112)连通；第一活塞(12)，所述第一活塞(12)可移动地设置在所述第一替换介质腔(111)内。5.根据权利要求4所述的围压模拟维持系统，其特征在于，所述第二压力转换装置(20)包括：第二缸筒(21)，所述第二缸筒(21)具有第二中空腔，所述第二中空腔包括顺次连通的第二替换介质腔(211)和第二原介质腔(212)，所述替换介质恒压管路(50)与所述第二替换介质腔(211)连通，所述第二转换管路(40)与所述第二原介质腔(212)连通；第二活塞(22)，所述第二活塞(22)可移动地设置在所述第二替换介质腔(211)内。6.根据权利要求5所述的围压模拟维持系统，其特征在于，所述第一替换介质腔(111)的横截面积大于第一原介质腔(112)的横截面积；和/或所述第二替换介质腔(211)的横截面积大于第二原介质腔(212)的横截面积。
7.根据权利要求5所述的围压模拟维持系统，其特征在于，所述第一压力转换装置(10)还包括第一位置传感器(13)，所述第一位置传感器(13)与所述控制器电连接，用于接收所述第一活塞(12)的位置信号并发送至所述控制器；和/或所述第二压力转换装置(20)还包括第二位置传感器(23)，所述第二位置传感器(23)与所述控制器电连接，用于接收所述第二活塞(22)的位置信号并发送至所述控制器。8.根据权利要求1至7中任一项所述的围压模拟维持系统，其特征在于，所述围压模拟维持系统还包括溢流...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡强法，陈智，朱峰，张友军，吕维平，贾夏，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司中石油江汉机械研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：