一种压裂泵堵头位移检测装置及其检测方法

1.一种压裂泵堵头位移的检测方法，其特征在于：该方法采用压裂泵堵头位移检测装置，该装置包括液缸（1）、堵头（2）、检测装置（4）、及控制系统（5），所述堵头（2）设置在液缸（1）上，所述液缸（1）上安装有检测装置（4），检测装置（4）与控制系统（5）相连接，检测装置（4）将信号发送给控制系统（5）；当堵头（2）移动超出正常范围，检测装置（4）处于非正常检测状态，控制系统（5）执行停止运行动作或发出警报信号，所述的检测装置（4）为一对相对设置的红外传感器，其中一个为红外传感发送器，另一个为红外传感接收器，所述的红外传感发送器与红外传感接收器位于堵头（2）的两侧相对设置，它还包括安装支架（3），所述安装支架（3）设置在液缸（1）上，所述检测装置（4）固定安装在安装支架（3）上，它还包括遮挡件（6），所述遮挡件（6）设置在堵头（2）上，所述的检测装置（4）为位置检测装置，位置检测装置位于堵头（2）的上方或下方，位置检测装置与遮挡件（6）相对设置，位置检测装置实时检测遮挡件（6）并将信号发送给控制系统（5）；当堵头（2）移动超出正常范围，位置检测装置无法检测到遮挡件（6），信号发送终止，控制系统（5）执行停止运行动作或发出警报信号，它还包括固定支架（7），所述固定支架（7）设置在堵头（2）上，所述的遮挡件（6）固定安装在固定支架（7）上，述的遮挡件（6）、红外传感发送器及红外传感接收器位于同一轴线上，所述的遮挡件（6）位于红外传感发送器与红外传感接收器两者之间的正中间，该方法包括下列步骤：
S1：安装堵头（2）和检测装置（4），并将检测装置（4）与控制系统（5）连接；安装遮挡件（6）；
S2：当堵头（2）偏移未超过正常距离时，控制系统（5）未对检测装置（4）的检测结果做出异常处理动作，压裂泵继续正常运行；
S3：当堵头（2）偏移超过正常距离，检测装置（4）的检测结果为异常状态，控制系统（5）立即执行停止压裂泵并发出警报信号。

一种压裂泵堵头位移检测装置及其检测方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及压裂泵，特别是一种压裂泵堵头位移检测装置及其检测方法。\n背景技术\n[0002] 伴随全球能源供应结构的变化，页岩气和致密油等非常规能源逐渐发挥越来越重要的作用。但是，随着非常规能源的开发，如水平井技术等使压裂液的泵送环境变得更加恶劣，压裂作业需要使用更高的压力和更长的作业时间，这些将加剧高压泵送系统部件的损坏，特别是液力端在周期性高压作用下发生疲劳失效和磨损等。\n[0003] 由于压裂作业的需要，往往由于高压力的原因使液力端的堵头滑出移位，造成压裂液的泄露，并使压裂泵排出压力不稳定，产生较大波动。若不及时停泵，并对堵头移位的问题进行处理，造成堵头崩出，将会影响整个压裂作业的正常运行及设备的损坏。所以在压裂泵运行过程中，液力端堵头滑出移位将是一个安全生产的重要问题。\n[0004] 现有技术中的堵头滑出移位的检测方法为在堵头及液缸上用记号笔画十字做出标记。作业人员通过监控器观察作业过程中的记号笔标记痕迹来判断堵头是否有滑出移位的现象。这种方法需要作业人员实时观察压裂泵工作情况，易造成作业人员疲劳，不能够及时有效的检测到堵头的移位情况。因此研发一种针对压裂泵堵头滑出移位的检测技术将变得愈加重要和迫切。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种操作简单、能够准确地检测压裂泵堵头位移的压裂泵堵头位移检测装置及其检测方法。\n[0006] 本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种压裂泵堵头位移检测装置，它包括液缸、堵头、检测装置、及控制系统，所述堵头设置在液缸上，所述液缸上安装有检测装置，检测装置与控制系统相连接，检测装置将信号发送给控制系统；当堵头移动超出正常范围，检测装置处于非正常检测状态，控制系统执行停止运行动作或发出警报信号。\n[0007] 进一步的，它还包括遮挡件，所述遮挡件设置在堵头上。\n[0008] 进一步的，所述的检测装置为一对相对设置的红外传感器，其中一个为红外传感发送器，另一个为红外传感接收器，所述的红外传感发送器与红外传感接收器位于堵头的两侧相对设置；当堵头偏移未超过正常距离时，所述遮挡件遮挡在红外传感发送器与红外传感接收器之间，此时，红外传感接收器无法接受到红外传感发送器发出的信号；当堵头偏移超过正常距离，所述红外传感接收器接收到红外传感发送器发出的信号，控制系统接受到红外传感接收器的信号后执行停止压裂泵运行的动作。\n[0009] 进一步的，所述的检测装置为位置检测装置，位置检测装置位于堵头的上方或下方，位置检测装置与遮挡件相对设置，位置检测装置实时检测遮挡件并将信号发送给控制系统；当堵头移动超出正常范围，位置检测装置无法检测到遮挡件，信号发送终止，控制系统执行停止运行动作或发出警报信号。\n[0010] 进一步的，所述的它还包括安装支架，所述安装支架设置在液缸上，所述检测装置固定安装在安装支架上。\n[0011] 进一步的，所述的它还包括固定支架，所述固定支架设置在堵头上，所述的遮挡件固定安装在固定支架上。\n[0012] 进一步的，所述的遮挡件、红外传感发送器及红外传感接收器位于同一轴线上，所述的遮挡件位于红外传感发送器与红外传感接收器两者之间的正中间。\n[0013] 采用一种压裂泵堵头位移检测装置的检测方法，它包括下列步骤：\n[0014] S1：安装堵头和检测装置，并将检测装置与控制系统连接；安装遮挡件；\n[0015] S2：当堵头偏移未超过正常距离时，控制系统未对检测装置的检测结果做出异常处理动作，压裂泵继续正常运行；\n[0016] S3：当堵头偏移超过正常距离，检测装置的检测结果为异常状态，控制系统立即执行停止运行动作或发出警报信号。\n[0017] 本发明具有以下优点：\n[0018] 1、通过设置检测装置用于检测压裂泵堵头位移，当堵头偏移超过正常距离，检测装置的检测结果为异常状态，控制系统立即执行停止运行动作或发出警报信号，具有操作简单方便、检测结果准确的优点，能够及时有效的进行维修，大大的提高了压裂泵运行过程中的安全性。\n[0019] 2、检测方法简单便捷，当堵头偏移超过正常距离，控制系统立即执行停止运行动作，自动化的检测方法，避免了依靠人眼观察异常的容易产生疲劳、无法准确检测的问题，降低生产操作难度。\n附图说明\n[0020] 图1 为本发明的液缸与堵头的组装结构示意图；\n[0021] 图2 为本发明的实施例1组装结构示意图；\n[0022] 图3 为本发明的实施例2组装结构示意图；\n[0023] 图中：1-液缸，2-堵头，3-安装支架，4-检测装置，5-控制系统，6-遮挡件，7-固定支架。\n具体实施方式\n[0024] 下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。\n[0025] 如图1、图2、图3所示，一种压裂泵堵头位移检测装置，它包括液缸1、堵头2、检测装置4、及控制系统5，所述堵头2设置在液缸1上，所述液缸1上安装有检测装置4，检测装置4与控制系统5相连接，检测装置4将信号发送给控制系统5；当堵头2移动超出正常范围，检测装置4处于非正常检测状态，控制系统5执行停止运行动作或发出警报信号。它还包括遮挡件\n6，所述遮挡件6设置在堵头2上。\n[0026] 如图2、图3所示，所述的它还包括安装支架3，所述安装支架3设置在液缸1上，所述检测装置4固定安装在安装支架3上。采用安装支架3用于固定安装，能够使得检测装置4安装更加稳定。\n[0027] 还包括固定支架7，所述固定支架7设置在堵头2上，所述的遮挡件6固定安装在固定支架7上。使用固定支架7固定安装遮挡件6，能够保证遮挡件6不在运行过程中晃动或移动，确保检测的准确性。优选的，所述的遮挡件6为长方形薄板结构。\n[0028] 实施例1，如图2所示，所述的检测装置4为一对相对设置的红外传感器，其中一个为红外传感发送器，另一个为红外传感接收器，所述的红外传感发送器与红外传感接收器位于堵头2的两侧相对设置；当堵头2偏移未超过正常距离时，所述遮挡件6遮挡在红外传感发送器与红外传感接收器之间，此时，红外传感接收器无法接受到红外传感发送器发出的信号；当堵头2偏移超过正常距离，所述红外传感接收器接收到红外传感发送器发出的信号，控制系统5接受到红外传感接收器的信号后执行停止压裂泵运行的动作。\n[0029] 优选的，所述的遮挡件6、红外传感发送器及红外传感接收器位于同一轴线上，所述的遮挡件6位于红外传感发送器与红外传感接收器两者之间的正中间。\n[0030] 实施例2，所述的检测装置4为位置检测装置，位置检测装置位于堵头2的上方或下方，位置检测装置与遮挡件6相对设置，位置检测装置实时检测遮挡件6并将信号发送给控制系统5；当堵头2移动超出正常范围，位置检测装置无法检测到遮挡件6，信号发送终止，控制系统5执行停止运行动作或发出警报信号。\n[0031] 采用一种压裂泵堵头位移检测装置的检测方法，它包括下列步骤：\n[0032] S1：安装堵头2和检测装置4，并将检测装置4与控制系统5连接；安装遮挡件6；\n[0033] S2：当堵头2偏移未超过正常距离时，控制系统5未对检测装置4的检测结果做出异常处理动作，压裂泵继续正常运行；\n[0034] S3：当堵头2偏移超过正常距离，检测装置4的检测结果为异常状态，控制系统5立即执行停止停止压裂泵并发出警报信号。\n[0035] 使用实施例1中的检测装置的工作过程如下：在正常情况下，红外传感发送器向红外传感接收器发送红外线信号，由于在红外传感发送器与红外传感接收器之间有遮挡件6阻挡，红外传感接收器不能够接收到来自红外传感发送器的红外线信号。在压裂作业过程中，当堵头2因高压力而造成滑出移位，使堵头2发生偏移，遮挡件6随之发生偏移。当偏超过正常范围，红外传感接收器将会接收到来自红外传感发送器的红外线，并转换为电信号，由信号线缆5发送到PLC控制系统5中。当PLC检测到传感器信号触发时，将会通过程序使得压裂泵制造运行或发送报警提示作业人员对该台压裂泵停止运行并进行检修维护，保证压裂作业的安全进行。\n[0036] 使用实施例2中的检测装置的工作过程如下：在正常情况下，位置检测装置4实时检测遮挡件6，并将检测到的信号发送给控制系统5。在压裂作业过程中，当堵头2因高压力而造成滑出移位，使堵头2发生偏移，遮挡件6随之发生偏移。当偏超过正常范围，位置检测装置4无法检测到遮挡件6，并停止了信号发送，PLC控制系统5未接受到检测信号，将会通过程序使得压裂泵制造运行或发送报警提示作业人员对该台压裂泵停止运行并进行检修维护，保证压裂作业的安全进行。