模拟训练用阀门及阀门模拟训练系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种模拟训练用阀门及阀门模拟训练系统，该模拟训练用阀门包括阀体、阀杆、以及固定安装于所述阀杆下端的启闭件，所述启闭件为空心结构，该阀门还包括用于检测所述启闭件开闭状态的开闭状态检测器，所述开闭状态检测器设置于所述阀体内。本发明实现了自动检测采油岗位员工实际操作模拟管路时的操作是否规范，从而提高了检验采油岗位员工实际操作模拟管路情况的自动化水平。
【专利说明】模拟训练用阀门及阀门模拟训练系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及阀门，尤其是涉及一种模拟训练用阀门及阀门模拟训练系统。
【背景技术】
[0002]阀门是管路流体输送系统中控制部件，它是用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。
[0003]在油田开发中，油井与采油站的设备之间的流体输送管路亦是由管线和阀门形成的流程连接构成的。在实际的生产流程中，阀门控制操作是采油岗位员工重要的日常工作之一，而管路上的各个阀门操作是否符合规范、要求，则直接影响管路状态。因此，在各种常用和复杂生产流程操作熟练正确操作各个阀门，是采油岗位员工必须要达到的技能之一。
[0004]为了培训和提高采油岗位员工在这方面的技能，行业内通常会构建模拟管路，并通过人工观察采油岗位员工实际操作模拟管路情况来对其进行考评鉴定。由于全由人工来完成评审工作，这样以来评审人员不仅工作量大，还存在人为因素而造成的考评不准确、不客观的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种模拟训练用阀门及阀门模拟训练系统，以提高检验采油岗位员工实际操作模拟管路情况的自动化水平。
[0006]为达到上述目的，一方面，本发明提供了一种模拟训练用阀门，包括阀体、阀杆、以及固定安装于所述阀杆下端的启闭件，所述启闭件为空心结构，该阀门还包括用于检测所述启闭件开闭状态的开闭状态检测器，所述开闭状态检测器设置于所述阀体内。
[0007]本发明的模拟训练用阀门，所述阀杆上沿其轴线方向开有第一探测通孔，所述启闭件上沿所述阀杆的轴线方向开有第二探测通孔，所述第二探测通孔与所述第一探测通孔位置配合，从而形成一探测通道；所述阀体内安装有障碍物探测器，所述障碍物探测器位于所述探测通道的正下方，且其探头向上正对所述探测通道。
[0008]本发明的模拟训练用阀门，所述障碍物探测器为激光传感器，所述阀体内固定安装有支撑保护壳，所述激光传感器安装于所述支撑保护壳内，所述支撑保护壳的顶部上开有适于激光和激光反射光穿过的第一透射孔。
[0009]本发明的模拟训练用阀门，所述开闭状态检测器包括:
[0010]一个安装于所述启闭件下端的色块；
[0011]与所述色块配合以检测所述启闭件处于全开状态的第一色标传感器；
[0012]与所述色块配合以检测所述启闭件处于全闭状态的第二色标传感器。
[0013]本发明的模拟训练用阀门，所述第一色标传感器和所述第二色标传感器均安装于所述支撑保护壳内，所述支撑保护壳的侧壁上开有适于激光和激光反射光穿过的第二透射孔及第三透射孔，所述第二透射孔位于所述第三透射孔的正下方，所述第二透射孔与所述第一色标传感器的探头位置配合，所述第三透射孔与所述第二色标传感器的探头位置配人口 O
[0014]本发明的模拟训练用阀门，所述第一色标传感器、所述第二色标传感器以及所述激光传感器为集成于一体的电子装置。
[0015]本发明的模拟训练用阀门，所述支撑保护壳内的底部开有定位凹槽，所述电子装置的外形与所述定位凹槽配合，且其下部安装于所述定位凹槽内。
[0016]本发明的模拟训练用阀门，所述定位凹槽为方槽。
[0017]另一方面，本发明还提供了一种阀门模拟训练系统，包括:
[0018]至少一个模拟训练用阀门，其包括阀体、阀杆、以及固定安装于所述阀杆下端的启闭件，所述启闭件为空心结构，该阀门还包括用于检测所述启闭件开闭状态的开闭状态检测器，所述开闭状态检测器设置于所述阀体内；
[0019]控制器，与所述模拟训练用阀门电连接，用于获取所述开闭状态检测器的检测信号，并根据该检测信号生成检测结果。
[0020]本发明的阀门模拟训练系统，该系统还包括:
[0021]显示器，其与所述控制器电连接，用于将所述控制器生成的检测结果输出显示。
[0022]本发明的阀门模拟训练系统，所述阀杆上沿其轴线方向开有第一探测通孔，所述启闭件上沿所述阀杆的轴线方向开有第二探测通孔，所述第二探测通孔与所述第一探测通孔位置配合，从而形成一探测通道；所述阀体内安装有障碍物探测器，所述障碍物探测器位于所述探测通道的正下方，且其探头向上正对所述探测通道。
[0023]本发明的阀门模拟训练系统，所述障碍物探测器为激光传感器，所述阀体内固定安装有支撑保护壳，所述激光传感器安装于所述支撑保护壳内，所述支撑保护壳的顶部上开有适于激光和激光反射光穿过的第一透射孔。
[0024]本发明的阀门模拟训练系统，所述开闭状态检测器包括:
[0025]一个安装于所述启闭件下端的色块；
[0026]与所述色块配合以检测所述启闭件处于全开状态的第一色标传感器；
[0027]与所述色块配合以检测所述启闭件处于全闭状态的第二色标传感器。
[0028]本发明的阀门模拟训练系统，所述第一色标传感器和所述第二色标传感器均安装于所述支撑保护壳内，所述支撑保护壳的侧壁上开有适于激光和激光反射光穿过的第二透射孔及第三透射孔，所述第二透射孔位于所述第三透射孔的正上方，所述第二透射孔与所述第一色标传感器的探头位置配合，所述第三透射孔与所述第二色标传感器的探头位置配口 ο
[0029]本发明的阀门模拟训练系统，所述第一色标传感器、所述第二色标传感器以及所述激光传感器为集成于一体的电子装置。
[0030]本发明的阀门模拟训练系统，所述支撑保护壳内的底部开有定位凹槽，所述电子装置的外形与所述定位凹槽配合，且其下部安装于所述定位凹槽内。
[0031]本发明的阀门模拟训练系统，所述定位凹槽为方槽。
[0032]本发明的模拟训练用阀门，通过安装于阀体内的开闭状态检测器可实现自动检测采油岗位员工操作模拟管路上阀门的开闭是否规范(即开闭正确且到位)，从而提高了检验采油岗位员工实际操作模拟管路情况的自动化水平。此外，本发明的模拟训练用阀门内安装有障碍物探测器且开设有相应的探测通道，从而实现了通过障碍物探测器自动检测采油岗位员工实际操作模拟管路时的站位是否规范。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中:
[0034]图1为本发明一实施例的模拟训练用阀门的主视剖视图；
[0035]图2为图1中模拟训练用阀门的侧视剖视放大图；
[0036]图3为图1中模拟训练用阀门中支撑保护壳及电子装置部分的仰视剖视放大图；
[0037]图4为本发明一实施例的阀门模拟训练系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0038]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0039]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0040]参考图1所示，本发明实施例的模拟训练用阀门是在现有阀门基础上的改进，与现有阀门类似，本发明实施例的模拟训练用阀门同样包括阀杆2、手轮压冒3、手轮4、铜套室5、铜套6、盘根压盖7、盘根密封圈8、阀盖9、阀体10、阀杆挂帽11、以及固定安装于阀杆2下端的半框架空心结构的启闭件12。不同之处在于:
[0041]本发明实施例的模拟训练用阀门的阀杆12上沿其轴线方向开有第一探测中心孔1，启闭件12上沿阀杆的轴线方向开有第二探测中心孔19，第二探测中心孔19与第一探测中心孔I位置配合，从而形成一完整的探测通道。阀体10内固定安装有支撑保护壳，该支撑保护壳由壳体16和顶盖14组成，壳体16内安装有激光传感器，该激光传感器位于探测通道的正下方，且其探头13向上正对探测通道，顶盖14的顶部上开有适于激光和激光反射光穿过的第一透射孔18。
[0042]结合图2所示，上述支撑保护壳还安装有用于检测启闭件12开闭状态的开闭状态检测器。该开闭状态检测器包括:一个安装于启闭件12内侧下端的色块20、与色块20配合以检测启闭件12处于全开状态的第一色标传感器、以及与色块配20合以检测启闭件12处于全闭状态的第二色标传感器。壳体16的侧壁上开有适于激光和激光反射光穿过的第二透射孔29及第三透射孔30，第二透射孔29位于第三透射孔30的正上方，第二透射孔29与第一色标传感器的探头21位置配合，第三透射孔30与第二色标传感器的探头22位置配合。为了节省空间，第一色标传感器、第二色标传感器以及激光传感器为集成于一体的电子装置15。结合图3所示，支撑保护壳内的底部开有定位凹槽23 (本发明实施例中采用一方槽作为示例，该凹槽也可以采用其他便于定位的形状)，电子装置15的外形与定位凹槽23配合，且其下部安装于定位凹槽23内，从而有利于快速准确的进行定位和装配。
[0043]使用时，先将模拟管路上所有或指定的阀门替换成本发明实施例的模拟训练用阀门。当采油岗位员工旋转手轮4时,会通过阀杆2带动启闭件I向上或向下运动,从而同步带动色块20向上或向下运动；当启闭件I向上运行到限位时，阀门处于全开状态，此时色块20正好对着第一色标传感器的探头21,这时第一色标传感器就会输出一个检测信号,该检测信号指示模拟训练用阀门以处于全开状态；同样，当启闭件I向下运行到限位时，阀门处于全闭状态，此时色块20正好对着第二色标传感器的探头22，这时第二色标传感器就会输出一个检测信号，该检测信号指示模拟训练用阀门以处于全闭状态。从而实现了通过色标传感器自动检测采油岗位员工操作模拟管路上阀门的开闭是否规范(即开闭正确且到位)。此外，当采油岗位员工实际操作模拟管路上的阀门时，通过该阀门上的激光传感器可以探测采油岗位员工的操作站位是否符合要求(即站立位置是否避开了阀杆上方的柱形空间)，如果操作站位符合要求，则激光传感器探测不到该采油岗位员工的身体(即探测未发现有障碍物)，如果操作站位不符合要求(即该采油岗位员工的身体的某个部位处于阀杆上方的柱形空间内)，则激光传感器会探测到该采油岗位员工的身体这个障碍物，从而实现了通过激光传感器自动检测采油岗位员工实际操作模拟管路时的站位是否规范。
[0044]参考图4所示,本发明实施例的阀门模拟训练系统包括:
[0045]至少一个上述的模拟训练用阀门(例如图4的套管阀门24、掺液阀门25和连通阀门 26)；
[0046]控制器27 (例如PLC等控制器)，其与模拟训练用阀门通过一电缆17电连接，用于获取模拟训练用阀门的激光传感器、第一色标传感器和第二色标传感器输出的检测信号，并根据该检测信号生成检测结果并保存；
[0047]本发明实施例的阀门模拟训练系统还包括:
[0048]显示器，其与控制器27通过另一电缆17电连接，用于将控制器27生成的检测结果输出显不。
[0049]本发明实施例的阀门模拟训练系统中，例如一个油井地下掺液操作的正确操作流程为:打开套管阀门24 —打开掺液阀门25 —关闭连通阀门26，而采油岗位员工在操作上述任何一个阀门时，其操作站位和/或阀门开闭状态操作规范与否，则对应阀门上的检测装置(激光传感器、第一色标传感器和第二色标传感器)就会输出相应的检测信号，控制器27则会根据该检测信号输出对应的检测结果。
[0050]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种模拟训练用阀门，其特征在于，包括阀体、阀杆、以及固定安装于所述阀杆下端的启闭件，所述启闭件为空心结构，该阀门还包括用于检测所述启闭件开闭状态的开闭状态检测器，所述开闭状态检测器设置于所述阀体内。
2.根据权利要求1所述的模拟训练用阀门，其特征在于，所述阀杆上沿其轴线方向开有第一探测通孔，所述启闭件上沿所述阀杆的轴线方向开有第二探测通孔，所述第二探测通孔与所述第一探测通孔位置配合，从而形成一探测通道；所述阀体内安装有障碍物探测器，所述障碍物探测器位于所述探测通道的正下方，且其探头向上正对所述探测通道。
3.根据权利要求2所述的模拟训练用阀门，其特征在于，所述障碍物探测器为激光传感器，所述阀体内固定安装有支撑保护壳，所述激光传感器安装于所述支撑保护壳内，所述支撑保护壳的顶部上开有适于激光和激光反射光穿过的第一透射孔。
4.根据权利要求3所述的模拟训练用阀门，其特征在于，所述开闭状态检测器包括: 一个安装于所述启闭件下端的色块； 与所述色块配合以检测所述启闭件处于全开状态的第一色标传感器； 与所述色块配合以检测所述启闭件处于全闭状态的第二色标传感器。
5.根据权利要求4所述的模拟训练用阀门，其特征在于，所述第一色标传感器和所述第二色标传感器均安装于所述支撑保护壳内，所述支撑保护壳的侧壁上开有适于激光和激光反射光穿过的第二透射孔及第三透射孔，所述第二透射孔位于所述第三透射孔的正下方，所述第二透射孔与所述第一色标传感器的探头位置配合，所述第三透射孔与所述第二色标传感器的探头位置配合。
6.根据权利要求5所述的模拟训练用阀门，其特征在于，所述第一色标传感器、所述第二色标传感器以及所述激光传感器为集成于一体的电子装置。
7.根据权利要求6所述的模拟训练用阀门，其特征在于，所述支撑保护壳内的底部开有定位凹槽，所述电子装置的外形与所述定位凹槽配合，且其下部安装于所述定位凹槽内。
8.根据权利要求7所述的模拟训练用阀门，其特征在于，所述定位凹槽为方槽。
9.一种阀门模拟训练系统，其特征在于，包括: 至少一个模拟训练用阀门，其包括阀体、阀杆、以及固定安装于所述阀杆下端的启闭件，所述启闭件为空心结构，该阀门还包括用于检测所述启闭件开闭状态的开闭状态检测器，所述开闭状态检测器设置于所述阀体内； 控制器，与所述模拟训练用阀门电连接，用于获取所述开闭状态检测器的检测信号，并根据该检测信号生成检测结果。
10.根据权利要求9所述的阀门模拟训练系统，其特征在于，该系统还包括: 显示器，其与所述控制器电连接，用于将所述控制器生成的检测结果输出显示。
11.根据权利要求9所述的阀门模拟训练系统，其特征在于，所述阀杆上沿其轴线方向开有第一探测通孔，所述启闭件上沿所述阀杆的轴线方向开有第二探测通孔，所述第二探测通孔与所述第一探测通孔位置配合，从而形成一探测通道；所述阀体内安装有障碍物探测器，所述障碍物探测器位于所述探测通道的正下方，且其探头向上正对所述探测通道。
12.根据权利要求11所述的阀门模拟训练系统，其特征在于，所述障碍物探测器为激光传感器，所述阀体内固定安装有支撑保护壳，所述激光传感器安装于所述支撑保护壳内，所述支撑保护壳的顶部上开有适于激光和激光反射光穿过的第一透射孔。
13.根据权利要求12所述的阀门模拟训练系统，其特征在于，所述开闭状态检测器包括: 一个安装于所述启闭件下端的色块； 与所述色块配合以检测所述启闭件处于全开状态的第一色标传感器； 与所述色块配合以检测所述启闭件处于全闭状态的第二色标传感器。
14.根据权利要求13所述的阀门模拟训练系统，其特征在于，所述第一色标传感器和所述第二色标传感器均安装于所述支撑保护壳内，所述支撑保护壳的侧壁上开有适于激光和激光反射光穿过的第二透射孔及第三透射孔，所述第二透射孔位于所述第三透射孔的正上方，所述第二透射孔与所述第一色标传感器的探头位置配合，所述第三透射孔与所述第二色标传感器的探头位置配合。
15.根据权利要求14所述的阀门模拟训练系统，其特征在于，所述第一色标传感器、所述第二色标传感器以及所述激光传感器为集成于一体的电子装置。
16.根据权利要求15所述的阀门模拟训练系统，其特征在于，所述支撑保护壳内的底部开有定位凹槽，所述电子装置的外形与所述定位凹槽配合，且其下部安装于所述定位凹槽内。
17.根据权利要求16所述的阀门模拟训练系统，其特征在于，所述定位凹槽为方槽。
【文档编号】G09B25/02GK104200738SQ201410397630
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】陈伟东, 杨波, 郭勇, 刘长芝, 剧世锋, 王瑞英, 张长胜, 杨帆, 李鑫, 王勇, 高波, 于俊梅 申请人:中国石油天然气股份有限公司