[发明专利]一种柱塞泵高压测试平台及方法

说明书

本发明提供了一种柱塞泵高压测试平台，包括动力模块、变速器模块、吸入灌注管路及低压回流模块、高压节流及高压管路单元、动力端润滑模块、液力端润滑模块、润滑冷却模块、数据采集及处理模块、高压测试防护模块、监测模块；同时还提供了上述平台的测试方法，通过该平台和测试方法，能够能准确得到泵的输入功率、输入排量、输入排量、输出压力，能有效地测试泵在各个压力和排量情况下的性能状况，有效评价柱塞泵性能。

技术领域

本发明属于页岩气开采使用到的高压柱塞泵领域，特别涉及一种柱塞泵高压测试平台及方法。

背景技术

高压柱塞泵作为页岩气酸化、固井、压裂、砾石填充等各种作业关键的生产设备，其种类范围繁多，功率从250HP-3500HP不等，其作业压力可高达20000PSI。柱塞泵使用时，作为页岩气开发作业的关键设备，工作时的排量和压力也在不断地发生变化。因此，评估柱塞泵质量的好坏尤为重要。现有多家柱塞泵生产制造厂家，因无法模拟柱塞泵使用现状，在柱塞泵出厂前不进行柱塞泵的性能测试，或只是做柱塞泵的跑和测试，无法反馈柱塞泵的运转状况，进而评估柱塞泵的好坏。

发明内容

为了解决上述的技术难题，本发明在模拟页岩气现场状况，针对功率范围在0-2800KW范围内，排出介质压力在0-20000PSI内的柱塞泵性能测试，来解决柱塞泵的性能评估问题，具体地本发明提供了一种柱塞泵高压测试平台，包括动力模块、变速器模块、吸入灌注管路及低压回流模块、高压节流及高压管路单元、动力端润滑模块、液力端润滑模块、润滑冷却模块、数据采集及处理模块、高压测试防护模块、监测模块；

所述动力模块，采用多组电机并联作为动力输入，与变速器模块电性连接；

所述变速器模块，设置为传动比为0.8～4.47的多级变速结构，用于输出扭矩和监测动力模块动力源的输出功率；

所述吸入灌注管路及低压回流模块，包括吸入灌注管路、低压回流管路，用于提供和输出吸入供水、排水，监测泵吸入和输出排量；

所述高压节流及高压管路单元，通过高压管路和节流阀进行高压介质输入、节流憋压处理，用于调控泵排出压力和监测泵输出压力值；

所述动力端润滑模块，用于柱塞泵动力端提供润滑处理；

所述液力端润滑模块，用于柱塞泵液力端提供润滑处理；

所述润滑冷却模块，设置为两组冷却塔，分别为冷却循环水塔和用于润滑油冷却塔；

所述数据采集及处理模块，通过采集传感器的数据，与动力模块动力输入和变速器模块的扭矩输出，进行数据采集、存储和处理，输出压力曲线和介质排量曲线，得到实时生产测试报告；

所述高压测试防护模块，用于高压测试过程中高压安全防护；

所述监测模块，设置为多组360°摄像头，固定安装在待测量车间或厂房的测试位置及周边位置，用于辅助提供测试图像。

作为改进，还包括多组温度传感器，固定安装在测试过程中温升有变化的位置。

作为改进，所述变速器模块包括扭矩转速传感器，用于实时检测扭矩和转速数据；作为改进，所述吸入灌注管路及低压回流模块中，低压回流管路包括喇叭管管路、回流流量计、电磁阀、温控开关、喷淋管和钢管道；钢管道包括吸入管道、排出管道，管道的一端口设置为喇叭管管路，喇叭管管路的直径为150-250mm；所述回流流量计、电磁阀、温控开关固定安装在钢管道上，所述喷淋管固定安装在钢管道的一侧；其中电磁阀设置为闸阀和/或蝶阀。

作为改进，所述高压测试防护模块房包括高压测试防护房和控制室视窗，其中所述控制室视窗设置为双层放单玻璃结构的控制室视窗结构；所述高压测试防护房设置为合金钢外框结构，外框结构的外层为10～100mm的钢板，内层镶嵌80～100mm木板。