CN116877408A - 液压式多级活塞提液实验装置及实验方法 - Google Patents
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Abstract
液压式多级活塞提液实验装置及实验方法，涉及地浸采铀相关机械领域。液压式多级活塞提液实验装置，包括提液机构和实验机构；提液机构包括壳体总成；壳体总成从一端至另一端依次设有排水兼油路段、双壁油缸段、上部双向联通段、重复单元段、下部双壁水缸段和下部双向联通段；实验机构包括水缸、液压站、安全阀和流量阀；实验机构的缸盖在下表面与提液机构靠近排水兼油路段一端的端面固定连接，从而将提液机构悬吊在水缸内部。本发明通过安全阀模拟了地浸铀矿井250m深度下的水压，并通过流量阀统计抽液流量，用于验证提液机构的原理可行性和抽液效果，为提液机构在现场实装使用提供了理论支持和数据支持。
Description
技术领域
本发明涉及地浸采铀相关机械领域，特别是一种液压式多级活塞提液实验装置及实验方法。
背景技术
地浸采铀是世界上十分先进的采矿技术，其基本原理是对可地浸砂岩型铀矿按一定网度布置地浸铀矿井(包括注液井和抽液井)，从注液井注入地浸液，使地浸液与铀矿石进行充分反应以形成含铀离子的溶液，含铀离子的溶液经过地层渗透进入抽液井中，将含铀离子的溶液经抽液井抽取至地表，输入离子交换塔中进一步萃取铀。
相关铀矿开采企业要求的地浸铀矿井抽液流量为6-10m3/h，若抽液速度过低则无法满足地浸采铀的经济性要求。地浸铀矿井的井深通常可达200-500m，目前通常采用深井潜水泵抽取井内的浸出液，由于深井潜水泵(叶片泵)的泵体和叶片之间存在一定间隙，这导致深井潜水泵存在无法避免的间隙泄漏(内泄漏)问题，并且，随着潜水深度(扬程)的增加，深井潜水泵的间隙泄漏问题愈发严重，导致其流量损失愈发严重。
综上所述，抽取地浸铀矿井浸出液存在以下待解决问题：1、随着潜水深度的增加，为达到规定抽液流量所需要配置的深井潜水泵级数也越高，其购置成本和运行功耗也相应增加；2、当潜水深度达到250m时，因流量损失现象导致深井潜水泵已难以满足地浸铀矿井抽液流量的要求。
现有相关单位研发了一种适用于地浸铀矿井深水区段(250m以下井段)的提液机构，用于替代深井潜水泵进行抽水作业。所述提液机构在完成结构设计后，一方面需要验证其原理上的可行性，另一方面需要验证其抽液效果是否能达到预期，从而为后续的现场实装使用做好准备。
然而，相关的验证实验并不适合在实际工作场景(地浸铀矿井)现场验证，理由如下：1、所述提液机构的工作深度处在井内250m以下的井段，需要购置数百米长的水路管道、油路管道和钢丝绳，还需要购置大型卷扬机、拖车和其它辅助设备，导致验证实验所花费成本极高；2、由于实际工作场景的环境较为复杂，存在诸多不可控因素，在实际工作场景中开展实验必然存在风险性，若在实验过程中钢缆断裂，抽液装置将会卡在地浸铀矿井内，从而造成该地浸铀矿井报废，造成严重的经济损失；3、若在实际工作场景中开展实验，所述提液机构需要下放和提拉的垂直高度达到数百米，造成实验过程繁琐、低效且不够直观。
因此，针对所述提液机构设计相应的实验装置和实验方法，以期简单、高效、直观、安全的开展原理可行性验证和抽液效果验证，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种液压式多级活塞提液实验装置及实验方法，它用于验证提液机构的原理可行性和抽液效果，为提液机构在现场(地浸铀矿井)实装使用提供了必要的理论支持和数据支持。
本发明的技术方案是：液压式多级活塞提液实验装置，包括提液机构和实验机构；
提液机构包括壳体总成、油缸、推拉杆A、推拉杆B、活塞A和活塞B；
壳体总成从一端至另一端依次设有排水兼油路段、双壁油缸段、上部双向联通段、重复单元段、下部双壁水缸段和下部双向联通段；排水兼油路段内部设有互不连通的油路通道和汇总出水通道，汇总出水通道在壳体总成的端面上形成汇总出水口，油路通道在壳体总成的端面上形成进出油口；双壁油缸段内部设有互不连通的油缸安装腔和环形水腔A；上部双向联通段内部设有进水通道A、排水通道A和移动导向通道A；重复单元段包括相互连接的中部双壁水缸段和中部双向联通段；中部双壁水缸段内部设有互不连通的中部活塞腔和环形水腔B；中部双向联通段内部设有进水通道B、排水通道B和移动导向通道B；下部双壁水缸段内部设有互不连通的下部活塞腔和环形水腔C；下部双向联通段内部设有互不连通的进水通道C和排水通道C；
油缸的缸体固定安装在油缸安装腔的前端，油缸的缸体内部与油路通道的后端连通，油缸的活塞杆向油缸安装腔的后端伸出并与推拉杆A的前端固定连接；推拉杆A密封滑动安装在移动导向通道A中，其前后两端分别伸入油缸安装腔和中部活塞腔中；推拉杆B密封滑动安装在移动导向通道B中，其前后两端分别伸入中部活塞腔和下部活塞腔中；活塞A密封滑动安装在中部活塞腔中，其在两端分别与推拉杆A的后端及推拉杆B的前端连接；活塞B密封滑动安装在下部活塞腔中，其与推拉杆B的后端连接；
实验机构包括水缸、液压站、安全阀和流量阀；水缸包括缸体和可拆卸安装在缸体上端开口处的缸盖，缸盖下表面朝向缸体内部，缸盖上表面朝向缸体外部，缸盖上设有油管穿管口、回水口和水管穿管口；实验机构的缸盖在下表面与提液机构靠近排水兼油路段一端的端面固定连接，从而将提液机构悬吊在水缸内部；当提液机构悬吊在水缸内部时，提液机构的汇总出水口穿过缸盖上的水管穿管口而伸出在水缸外部，提液机构的进出油口正对缸盖上的油管穿管口；液压站通过油路管道与提液机构的进出油口连通；安全阀连接在提液机构的汇总出水口上；流量阀在两端分别通过水路管道连接至安全阀和缸盖的回水口。
本发明进一步的技术方案是：壳体总成呈圆柱形；
在排水兼油路段中，油路通道和汇总出水通道的前端均连通至壳体总成的端面；
在双壁油缸段中，环形水腔A环绕设置在油缸安装腔的外侧，环形水腔A的前端与汇总出水通道的后端连通，油缸安装腔的前端与油路通道的后端连通；
在上部双向联通段中，进水通道A、排水通道A和移动导向通道A三者互不连通；进水通道A的前端连通至壳体总成外圆面而形成进水口A，进水通道A中设有第一单向阀；排水通道A的前端连通至环形水腔A的后端，排水通道A的后端设有第一入水支路和第二入水支路，第二入水支路中设有第二单向阀；移动导向通道A的前端连通至油缸安装腔的后端；
在中部双壁水缸段中，环形水腔B环绕设置在中部活塞腔的外侧，环形水腔B的前端与排水通道A的第一入水支路连通，中部活塞腔的前端分别与排水通道A的第二入水支路、进水通道A的后端及移动导向通道A的后端连通；
在中部双向联通段中，进水通道B、排水通道B和移动导向通道B三者互不连通；进水通道B的中部设有连通至壳体总成外圆面的进水口B，进水通道B的两端分别设有第三单向阀和第四单向阀，进水通道B设有第三单向阀的一端连通至中部活塞腔的后端；排水通道B的前端设有第三入水支路和汇合通道段，第三入水支路中设有第五单向阀，第三入水支路与中部活塞腔的后端连通，排水通道B的汇合通道段与环形水腔B的后端连通，排水通道B的后端设有第四入水支路和第五入水支路，第四入水支路中设有第六单向阀；移动导向通道B的前端与中部活塞腔的后端连通；
在下部双壁水缸段中，环形水腔C环绕设置在下部活塞腔的外侧，环形水腔C的前端与排水通道B的第五入水支路连通，下部活塞腔的前端分别与进水通道B设有第四单向阀的一端、排水通道B的第四入水支路及移动导向通道B的后端连通；
在下部双向联通段中，进水通道C中设有第七单向阀，进水通道C的前端连通至壳体总成外圆面而形成进水口C，进水通道C的后端连通至下部活塞腔的后端；排水通道C中设有第八单向阀，排水通道C的前端连通至下部活塞腔的后端，排水通道C的后端连通至环形水腔C的后端。
本发明再进一步的技术方案是：活塞A将中部活塞腔分隔为相对靠近中部活塞腔前端的中部前腔和相对靠近中部活塞腔后端的中部后腔；活塞A包括回转体A、回转体B、关节轴承A和第一抗磨环；回转体A呈两端敞口的套管形，其外圆面上从前端至后端依次设有第一密封段、第一环形凸台、第一外螺纹段和第二密封段，其内孔从前端至后端依次设有第一安装段、第一轴端定位段、封板连接段和第二轴端定位段，回转体A在内孔的封板段处焊固有封板，封板将回转体A的内孔分隔为互不连通的两段盲孔；回转体B呈两端敞口的套管形，其外圆面上从前端至后端依次设有第二安装段、第二环形凸台和第三密封段，其内孔从前端至后端依次设有第一内螺纹段、第四密封段和第三安装段；回转体A通过第一外螺纹段与回转体B的第一内螺纹段螺纹连接，回转体A外圆面上的第二密封段与回转体B内孔中的第四密封段相互正对，并通过设在两者之间的O形密封圈密封；两个关节轴承A分别活动安装在回转体A的第一安装段及回转体B的第三安装段中，并均在两端被轴向定位；第一抗磨环安装在回转体B的第二安装段上，其两端分别与回转体A的第一环形凸台及回转体B的第二环形凸台相抵，而被轴向定位；活塞A通过第一抗磨环滑动安装在中部活塞腔中，回转体A朝向中部活塞腔前端的中部前腔，回转体B朝向中部活塞腔后端的中部后腔；安装在回转体A外圆面的第一密封段上的Y型密封圈和安装在回转体B外圆面的第三密封段上的Y型密封圈共同实现活塞A与中部活塞腔之间的密封；
相应的，推拉杆A的后端穿过回转体A的内孔中的关节轴承A而伸入回转体A内孔中的第一轴端定位段中，再通过安装在推拉杆A后端的垫圈和螺母为推拉杆A提供轴向定位；
相应的，推拉杆B的前端穿过回转体B的内孔中的关节轴承A而伸入回转体A内孔中的第二轴端定位段中，再通过安装在推拉杆B前端的垫圈和螺母为推拉杆B提供轴向定位。
本发明更进一步的技术方案是：活塞B将下部活塞腔分隔为相对靠近下部活塞腔前端的下部前腔和相对靠近下部活塞腔后端的下部后腔；活塞B包括回转体C、回转体D、关节轴承B和第二抗磨环；回转体C呈两端敞口的套管形，其外圆面上从前端至后端依次设有第五密封段、第三环形凸台、第二外螺纹段和第六密封段，其内孔从前端至后端依次设有第四安装段和第三轴端定位段；回转体D呈一端敞口另一端封闭的套管形，其外圆面上从前端至后端依次设有第五安装段、第四环形凸台和第七密封段，其内孔从前端至后端依次设有第二内螺纹段和第八密封段；回转体C通过第二外螺纹段与回转体D的第二内螺纹段螺纹连接，回转体C外圆面上的第六密封段与回转体D内孔中的第八密封段相互正对，并通过设在两者之间的O形密封圈密封；关节轴承B活动安装在回转体C的第四安装段中，并在两端被轴向定位；第二抗磨环安装在回转体D的第五安装段上，其两端分别与回转体C的第三环形凸台及回转体D的第四环形凸台相抵，而被轴向定位；活塞B通过第二抗磨环滑动安装在下部活塞腔中，回转体C朝向下部活塞腔前端的下部前腔，回转体D朝向下部活塞腔后端的下部后腔；安装在回转体C外圆面的第五密封段上的Y型密封圈和安装在回转体D外圆面的第七密封段上的Y型密封圈共同实现活塞B与下部活塞腔之间的密封；
相应的，推拉杆B的后端穿过回转体C的内孔中的关节轴承B而伸入回转体C内孔中的第三轴端定位段中，再通过安装在推拉杆B后端的垫圈和螺母为推拉杆B提供轴向定位。
本发明更进一步的技术方案是：上部双向联通段中的移动导向通道A居中布置，进水通道A和排水通道A的数量一致，分别为四条；所有的进水通道A和所有的排水通道A共同围绕移动导向通道A呈环形均布。
本发明更进一步的技术方案是：中部双向联通段中的移动导向通道B居中布置，进水通道B和排水通道B的数量一致，分别为四条；所有的进水通道B和所有的排水通道B共同围绕移动导向通道B呈环形均布。
本发明更进一步的技术方案是：壳体总成所包含的排水兼油路段、双壁油缸段、上部双向联通段、重复单元段、下部双壁水缸段和下部双向联通段中，任意两个相邻段之间均通过旋紧套螺纹连接；重复单元段所包含的中部双壁水缸段与中部双向联通段之间也通过旋紧套螺纹连接；旋紧套包括半环形分体A、半环形分体B和锁紧螺钉，半环形分体A和半环形分体B的外壁上分别设有一半外螺纹，半环形分体A和半环形分体B上分别设有扳手定位孔，半环形分体A和半环形分体B合围环抱形成一根套管，使半环形分体A上的一半外螺纹和半环形分体B上的一半外螺纹拼合形成完整的外螺纹，再通过锁紧螺钉将半环形分体A和半环形分体B连接为一个整体。
本发明更进一步的技术方案是：重复单元段的数量为1段。
本发明更进一步的技术方案是：安全阀的泄压压力为3.0-4.0MPa。
本发明的技术方案是：液压式多级活塞提液实验方法，基于上述的液压式多级活塞提液实验装置，液压式多级活塞提液实验装置用于验证提液机构的原理可行性和抽液效果，从而为提液机构在现场实装使用提供理论支持和数据支持；
实验方法如下：
向水缸中装入一定量的清水，确保水位没过壳体总成的进水口A至少20cm；驱动油缸的活塞杆做伸缩移动，使提液机构持续抽取水缸中的水，抽取出的水通过汇总出水口排出提液机构，再依次通过安全阀、流量阀和缸盖上的回水口返回水缸中，实现水的循环流动；
上述过程中，安全阀内置的出水压力为3.5MPa，模拟了地浸铀矿井250m深度下的水压，流量阀用于统计抽水流量；经验证，提液机构能实现持续抽液，并且能满足地浸铀矿井浸出液抽液流量的要求；
上述过程中，油缸的活塞杆伸出时，同时产生以下效果：
1、活塞A向下移动，使中部前腔的容积扩大而产生负压，在负压作用下，井内的浸出液通过进水口A进入进水通道A，再通过第一单向阀进入中部前腔，实现吸液；
2、活塞B向下移动，使下部前腔的容积扩大而产生负压，在负压作用下，井内的浸出液通过进水口B进入进水通道B，再通过第四单向阀进入下部前腔，实现吸液；
3、活塞A向下移动，使中部后腔的容积缩小而产生正压，在正压作用下，中部后腔中的液体依次通过带有第五单向阀的第三入水支路、排水通道B、汇合通道段、环形水腔B中、第一入水支路、排水通道A和环形水腔A，进入汇总出水通道中，最后通过水路管道输送到井口外部，实现排液；
4、活塞B向下移动，使下部后腔的容积缩小而产生正压，在正压作用下，下部后腔中的液体依次通过带有第八单向阀的排水通道C、环形水腔C、第五入水支路、排水通道B、汇合通道段、环形水腔B中、第一入水支路、排水通道A和环形水腔A，进入汇总出水通道中，最后通过水路管道输送到井口外部，实现排液；
油缸的活塞杆缩回时，同时产生以下效果：
1、活塞A向上移动，使中部后腔的容积扩大而产生负压，在负压作用下，井内的浸出液通过进水口B进入进水通道B，再通过第三单向阀进入中部后腔，实现吸液；
2、活塞B向上移动，使下部后腔的容积扩大而产生负压，在负压作用下，井内的浸出液通过进水口C进入进水通道C，再通过第七单向阀进入下部后腔，实现吸液；
3、活塞A向上移动，使中部前腔的容积缩小而产生正压，在正压作用下，中部前腔中的液体依次通过带有第二单向阀的第二入水支路、排水通道A和环形水腔A，进入汇总出水通道中，最后通过水路管道输送到井口外部，实现排液；
4、活塞B向上移动，使下部前腔的容积缩小而产生正压，在正压作用下，下部前腔中的液体依次通过带有第六单向阀的第四入水支路、排水通道B、汇合通道段、环形水腔B中、第一入水支路、排水通道A和环形水腔A，进入汇总出水通道中，最后通过水路管道输送到井口外部，实现排液。
本发明具有如下优点：
其通过安全阀内置的出水压力模拟了地浸铀矿井250m深度下的水压，并通过流量阀统计抽液流量，用于验证提液机构的原理可行性和抽液效果，为提液机构在(地浸铀矿井)现场实装使用提供了必要的理论支持和数据支持。
本发明中的提液机构具有如下优点：
1、提液机构用于抽取地浸铀矿井深水下的浸出液，可满足抽液流量6-10m3/h的要求。当提水深度在250m以下时，相比传统的深水潜水泵具有抽液流量大、功耗相对较低、成本相对较低的优势。
2、考虑到地径铀矿井内径较为狭窄(井内直径小于150mm)，设计水路时，一方面需要尽可能满足空间可行性，另一方面需要在满足结构强度的前提下尽可能扩大进排水的截面面积，因此，在壳体总成内部设置油缸和活塞(包括活塞A和活塞B)的区段设计了环形水腔，以供排水；在壳体总成外部设置进水口(包括进水口A、进水口B和进水口C)的区段设计了多条呈环形均布的进水通道和排水通道，以供进水和排水。这种水路设计相比采用单条进排水通道，一方面对壳体总成内部空间的利用更加充分，另一方面能提供相对更大的进排水截面面积。
3、活塞采用分体式螺纹连接的结构，便于安装和装配；活塞上设置了两组Y型密封圈和一组O形密封圈，以充分满足活塞滑动时的密封需要；将抗磨环设置在活塞中部，一方面起到活塞移动时的导向作用，避免Y型密封圈出现单边磨损进而导致密封失效，另一方面可降低活塞本体的磨损概率，对活塞本体起到一定的保护作用。
4、重复单元段的数量为1段(如实施例1所示)时，为两级活塞结构，可满足抽液流量的要求。当重复单元段的数量为2段时，为三级活塞结构，一方面，这会导致环形水腔中的压力增大，环形水腔两侧腔壁也需要相应增厚，壳体总成的整体径向尺寸也会相应增大，导致难以满足空间可行性的要求，另一方面，这对密封件的密封性能也提出了更高要求，密封件的等级和成本也会相应增加，再一方面，油缸运行时所需的力也会更大，这会导致油路管道的管壁需要设计的更厚，使壳体总成的整体径向尺寸相应增大，导致难以满足空间可行性的要求；综上所述，重复单元段的数量为1段为最优选。
5、由于提液机构的应用场景为井深200-300m的地浸铀矿井，壳体总成承受了较大水压，因此各处通道不能设计太薄(即对通道壁厚有最低要求)，故在上部双向联通段和中部双向联通段中采用了基于中心对称布置的通道样式，并且将进、排水通道的数量分别设置为四条；基于上述布置方式,一方面，实现了上部双向联通段和中部双向联通段的内部空间的充分利用，在有限的设计空间内提供了相对更大的进水截面面积和排水截面面积，以期满足理论设计的进排水量(6-10m3/h)要求，另一方面，这种基于中心对称布置的通道样式有助于保持壳体总成的重心居中以及提水操作时的稳定性，避免了壳体总成在提水操作或静置时发生侧向(径向)倾斜。
以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为提液机构的上端面结构示意图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为图2的B-B剖视图；
图5为图3第Ⅰ段的放大图；
图6为图3第Ⅱ段的放大图；
图7为图3第Ⅲ段的放大图；
图8为图3第Ⅳ段的放大图；
图9为图4第Ⅰ段放大图；
图10为图4第Ⅱ段放大图；
图11为图4第Ⅲ段放大图；
图12为图4第Ⅳ段放大图；
图13为图6的A-A剖视图；
图14为图7的B-B剖视图；
图15为图8的C-C剖视图；
图16为图10的D-D剖视图；
图17为活塞A的结构示意图；
图18为活塞B的结构示意图；
图19为活塞A中的回转体A的结构示意图；
图20为活塞A中的回转体B的结构示意图；
图21为活塞B中的回转体C的结构示意图；
图22为活塞B中的回转体D的结构示意图；
图23为旋紧套的径向剖面图；
图24为图1的E部放大图。
图例说明：排水兼油路段11；油路通道111；汇总出水通道112；汇总出水口113；进出油口114；双壁油缸段12；油缸安装腔121；环形水腔A122；上部双向联通段13；进水通道A131；排水通道A132；第一入水支路1321；第二入水支路1322；第一单向阀133；第二单向阀134；中部双壁水缸段14；中部前腔1411；中部后腔1412；环形水腔B142；中部双向联通段15；进水通道B151；排水通道B152；第三入水支路1521；汇合通道段1522；第四入水支路1523；第五入水支路1524；第三单向阀153；第四单向阀154；第五单向阀155；第六单向阀156；下部双壁水缸段16；下部前腔1611；下部后腔1612；环形水腔C162；下部双向联通段17；进水通道C171；排水通道C172；第七单向阀173；第八单向阀174；油缸2；推拉杆A3；推拉杆B4；销式联接头5；活塞A6；回转体A61；第一密封段611；第一环形凸台612；第一外螺纹段613；第二密封段614；第一安装段615；第一轴端定位段616；封板617；第二轴端定位段618；回转体B62；第二安装段621；第二环形凸台622；第三密封段623；第一内螺纹段624；第四密封段625；第三安装段626；关节轴承A63；第一抗磨环64；活塞B7；回转体C71；第五密封段711；第三环形凸台712；第二外螺纹段713；第六密封段714；第四安装段715；第三轴端定位段716；回转体D72；第五安装段721；第四环形凸台722；第七密封段723；第二内螺纹段724；第八密封段725；关节轴承B73；第二抗磨环74；旋紧套8；半环形分体A81；半环形分体B82；锁紧螺钉83；缸体91；缸盖92；油管穿管口921；回水口922；水管穿管口923；安全阀93；流量阀94；进水口A100；进水口B200；进水口C300；扳手定位孔400。
说明：由于提液机构的长径比过大，导致在图3-4难以看清内部结构，故在绘图时缩短了各部件的轴向长度(并未改变各部件的结构)，并且，在图3-4中将提液机构沿轴向方向划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共四段，然后对这四段分别出图，从而清楚展示提液机构的内部结构。图3-12中的箭头为水路流动方向。
实施方式
实施例1：
如图1-24所示，液压式多级活塞提液实验装置，包括提液机构和实验机构。
提液机构包括壳体总成、油缸2、推拉杆A3、推拉杆B4、联接头5、活塞A6和活塞B7。
壳体总成整体呈圆柱形，其从一端至另一端依次设有排水兼油路段11、双壁油缸段12、上部双向联通段13、重复单元段、下部双壁水缸段16和下部双向联通段17。
排水兼油路段11内部设有互不连通的油路通道111和汇总出水通道112，油路通道111和汇总出水通道112的前端均连通至壳体总成的端面，汇总出水通道112在壳体总成的端面上形成汇总出水口113，油路通道111在壳体总成的端面上形成进出油口114。
双壁油缸段12内部设有互不连通的油缸安装腔121和环形水腔A122，环形水腔A122环绕设置在油缸安装腔121的外侧，环形水腔A122的前端与汇总出水通道112的后端连通，油缸安装腔121的前端与油路通道111的后端连通。
上部双向联通段13内部设有进水通道A131、排水通道A132和移动导向通道A。进水通道A131、排水通道A132和移动导向通道A三者互不连通。进水通道A131的前端连通至壳体总成外圆面而形成进水口A100，进水通道A131中设有第一单向阀133。排水通道A132的前端连通至环形水腔A122的后端，排水通道A132的后端设有第一入水支路1321和第二入水支路1322，第二入水支路1322中设有第二单向阀134。移动导向通道A的前端连通至油缸安装腔121的后端。
重复单元段包括相互连接的中部双壁水缸段14和中部双向联通段15。中部双壁水缸段14内部设有互不连通的中部活塞腔和环形水腔B142。环形水腔B142环绕设置在中部活塞腔的外侧，环形水腔B142的前端与排水通道A132的第一入水支路1321连通，中部活塞腔的前端分别与排水通道A132的第二入水支路1322、进水通道A131的后端及移动导向通道A的后端连通。中部双向联通段15内部设有进水通道B151、排水通道B152和移动导向通道B。进水通道B151、排水通道B152和移动导向通道B三者互不连通。进水通道B151的中部设有连通至壳体总成外圆面的进水口B200，进水通道B151的两端分别设有第三单向阀153和第四单向阀154，进水通道B151设有第三单向阀153的一端连通至中部活塞腔的后端。排水通道B152的前端设有第三入水支路1521和汇合通道段1522，第三入水支路1521中设有第五单向阀155，第三入水支路1521与中部活塞腔的后端连通，排水通道B152的汇合通道段1522与环形水腔B142的后端连通，排水通道B152的后端设有第四入水支路1523和第五入水支路1524，第四入水支路1523中设有第六单向阀156。移动导向通道B的前端与中部活塞腔的后端连通。
下部双壁水缸段内部设有互不连通的下部活塞腔和环形水腔C162。环形水腔C162环绕设置在下部活塞腔的外侧，环形水腔C162的前端与排水通道B152的第五入水支路1524连通，下部活塞腔的前端分别与进水通道B151设有第四单向阀154的一端、排水通道B152的第四入水支路1523及移动导向通道B的后端连通。
下部双向联通段内部设有互不连通的进水通道C171和排水通道C172，进水通道C171中设有第七单向阀173，进水通道C171的前端连通至壳体总成外圆面而形成进水口C300，进水通道C171的后端连通至下部活塞腔的后端。排水通道C172中设有第八单向阀174，排水通道C172的前端连通至下部活塞腔的后端，排水通道C172的后端连通至环形水腔C162的后端。
油缸2的缸体固定安装在油缸安装腔121的前端，油缸2的缸体内部与油路通道111的后端连通，从而为油缸2提供进油和出油的路径支持，油缸2的活塞杆向油缸安装腔121的后端伸出，并(通过销式联接头5)与推拉杆A3的前端固定连接。
推拉杆A3密封滑动安装在移动导向通道A中，其前后两端分别伸入油缸安装腔121和中部活塞腔中。
推拉杆B4密封滑动安装在移动导向通道B中，其前后两端分别伸入中部活塞腔和下部活塞腔中。
活塞A6密封滑动安装在中部活塞腔中，其在两端分别与推拉杆A3的后端及推拉杆B4的前端连接，其将中部活塞腔分隔为相对靠近中部活塞腔前端的中部前腔1411和相对靠近中部活塞腔后端的中部后腔1412，实现推拉杆A3与推拉杆B4同步移动。
活塞B7密封滑动安装在下部活塞腔中，其在一端与推拉杆B4的后端连接，其将下部活塞腔分隔为相对靠近下部活塞腔前端的下部前腔1611和相对靠近下部活塞腔后端的下部后腔1612。
实验机构包括水缸、液压站(图中未示出)、安全阀93和流量阀94。水缸包括缸体91和可拆卸安装在缸体91上端开口处的缸盖92，缸盖92下表面朝向缸体91内部，缸盖92上表面朝向缸体91外部，缸盖92上设有油管穿管口921、回水口922和水管穿管口923。实验机构的缸盖92在下表面与提液机构靠近排水兼油路段11一端的端面固定连接，从而将提液机构悬吊在水缸内部。当提液机构悬吊在水缸内部时，提液机构的汇总出水口113穿过缸盖92上的水管穿管口923而伸出在水缸外部，提液机构的进出油口114正对缸盖92上的油管穿管口921。液压站通过油路管道与提液机构的进出油口114连通。安全阀93连接在提液机构的汇总出水口113上。流量阀94在两端分别通过水路管道连接至安全阀93和缸盖92的回水口922。
优选，活塞A6包括回转体A61、回转体B62、关节轴承A63和第一抗磨环64。回转体A61呈两端敞口的套管形，其外圆面上从前端至后端依次设有第一密封段611、第一环形凸台612、第一外螺纹段613和第二密封段614，其内孔从前端至后端依次设有第一安装段615、第一轴端定位段616、封板连接段和第二轴端定位段618，回转体A61在内孔的封板段处焊固有封板617，封板617将回转体A61的内孔分隔为互不连通的两段盲孔。回转体B62呈两端敞口的套管形，其外圆面上从前端至后端依次设有第二安装段621、第二环形凸台622和第三密封段623，其内孔从前端至后端依次设有第一内螺纹段624、第四密封段625和第三安装段626。回转体A61通过第一外螺纹段613与回转体B62的第一内螺纹段624螺纹连接，回转体A61外圆面上的第二密封段614与回转体B62内孔中的第四密封段625相互正对，并通过设在两者之间的O形密封圈密封。两个关节轴承A63分别活动安装在回转体A61的第一安装段615及回转体B62的第三安装段626中，并均在两端被轴向定位。第一抗磨环64安装在回转体B62的第二安装段621上，其两端分别与回转体A61的第一环形凸台612及回转体B62的第二环形凸台622相抵，而被轴向定位。活塞A6通过第一抗磨环64滑动安装在中部活塞腔中，回转体A61朝向中部活塞腔前端的中部前腔1411，回转体B62朝向中部活塞腔后端的中部后腔1412。安装在回转体A61外圆面的第一密封段611上的Y型密封圈和安装在回转体B62外圆面的第三密封段623上的Y型密封圈共同实现活塞A6与中部活塞腔之间的密封。相应的，推拉杆A3的后端穿过回转体A61的内孔中的关节轴承A63而伸入回转体A61内孔中的第一轴端定位段616中，再通过安装在推拉杆A3后端的垫圈和螺母为推拉杆A3提供轴向定位。相应的，推拉杆B4的前端穿过回转体B62的内孔中的关节轴承A63而伸入回转体A61内孔中的第二轴端定位段618中，再通过安装在推拉杆B4前端的垫圈和螺母为推拉杆B4提供轴向定位。
优选，活塞B7包括回转体C71、回转体D72、关节轴承B73和第二抗磨环74。回转体C71呈两端敞口的套管形，其外圆面上从前端至后端依次设有第五密封段711、第三环形凸台712、第二外螺纹段713和第六密封段714，其内孔从前端至后端依次设有第四安装段715和第三轴端定位段716。回转体D72呈一端敞口另一端封闭的套管形，其外圆面上从前端至后端依次设有第五安装段721、第四环形凸台722和第七密封段723，其内孔从前端至后端依次设有第二内螺纹段724和第八密封段725。回转体C71通过第二外螺纹段713与回转体D72的第二内螺纹段724螺纹连接，回转体C71外圆面上的第六密封段714与回转体D72内孔中的第八密封段725相互正对，并通过设在两者之间的O形密封圈密封。关节轴承B73活动安装在回转体C71的第四安装段715中，并在两端被轴向定位。第二抗磨环74安装在回转体D72的第五安装段721上，其两端分别与回转体C71的第三环形凸台712及回转体D72的第四环形凸台722相抵，而被轴向定位。活塞B7通过第二抗磨环74滑动安装在下部活塞腔中，回转体C71朝向下部活塞腔前端的下部前腔1611，回转体D72朝向下部活塞腔后端的下部后腔1611。安装在回转体C71外圆面的第五密封段711上的Y型密封圈和安装在回转体D72外圆面的第七密封段723上的Y型密封圈共同实现活塞B7与下部活塞腔之间的密封。相应的，推拉杆B4的后端穿过回转体C71的内孔中的关节轴承B73而伸入回转体C71内孔中的第三轴端定位段716中，再通过安装在推拉杆B4后端的垫圈和螺母为推拉杆B4提供轴向定位。
优选，上部双向联通段13中的移动导向通道A居中布置，进水通道A131和排水通道A132的数量一致，分别为四条，所有的进水通道A131和所有的排水通道A132共同围绕移动导向通道A呈环形均布。基于该布置方式，一方面，实现了上部双向联通段13的内部空间的充分利用，在有限的设计空间内尽可能增大进水截面面积和排水截面面积，以期满足理论设计的进排水量(6-10m3/h)要求，另一方面，这种基于中心对称布置的通道样式有助于保持壳体总成的重心居中以及提水操作时的稳定性，避免了壳体总成在提水操作或静置时发生侧向(径向)倾斜。
优选，中部双向联通段15中的移动导向通道B居中布置，进水通道B151和排水通道B152的数量一致，所有的进水通道B151和所有的排水通道B152共同围绕移动导向通道B呈环形均布。基于该布置方式，一方面，实现了中部双向联通段15的内部空间的充分利用，在有限的设计空间内尽可能增大进水截面面积和排水截面面积，以期满足理论设计的进排水量(6-10m3/h)要求，另一方面，这种基于中心对称布置的通道样式有助于保持壳体总成的重心居中以及提水操作时的稳定性，避免了壳体总成在提水操作或静置时发生侧向(径向)倾斜。
优选，壳体总成所包含的排水兼油路段11、双壁油缸段12、上部双向联通段13、重复单元段、下部双壁水缸段16和下部双向联通段17中，任意两个相邻段之间均通过旋紧套8螺纹连接。重复单元段所包含的中部双壁水缸段14与中部双向联通段15之间也通过旋紧套8螺纹连接。旋紧套8包括半环形分体A81、半环形分体B82和锁紧螺钉83，半环形分体A81和半环形分体B82的外壁上分别设有一半外螺纹，半环形分体A81和半环形分体B82上分别设有扳手定位孔400，半环形分体A81和半环形分体B82合围环抱形成一根套管，使半环形分体A81上的一半外螺纹和半环形分体B82上的一半外螺纹拼合形成完整的外螺纹，再通过锁紧螺钉83将半环形分体A81和半环形分体B82连接为一个整体。 上述旋紧套8的结构便于两根长管件之间的螺纹连接，装配时，将旋紧套8安装到其中一根长管件的外圆面上，再将另一根长管件内孔中的内螺纹与旋紧套8的外螺纹对接上，然后只需在扳手的助力下旋转旋紧套8(无需旋转重量相对较大的长管件)，即可实现两根长管件之间的螺纹连接，大大降低了装配难度。
上述的液压式多级活塞提液实验装置用于验证提液机构的原理可行性和抽液效果，从而为提液机构在(地浸铀矿井)现场实装使用提供理论支持和数据支持。
实验方法如下：
向水缸中装入一定量的清水，确保水位没过壳体总成的进水口A100至少20cm；驱动油缸2的活塞杆做伸缩移动，使提液机构持续抽取水缸中的水，抽取出的水通过汇总出水口113排出提液机构，再依次通过安全阀93、流量阀94和缸盖92上的回水口922返回水缸中，实现水的循环流动。
上述过程中，安全阀93内置的出水压力为3.5MPa，模拟了地浸铀矿井250m深度下的水压，流量阀94用于统计抽水流量。经验证，提液机构能实现持续抽液，并且能满足地浸铀矿井浸出液抽液流量的要求。
油缸2的活塞杆伸出时，同时产生以下效果：
1、活塞A6向下移动，使中部前腔1411的容积扩大而产生负压，在负压作用下，井内的浸出液通过进水口A100进入进水通道A131，再通过第一单向阀133进入中部前腔1411，实现吸液；
2、活塞B7向下移动，使下部前腔1611的容积扩大而产生负压，在负压作用下，井内的浸出液通过进水口B200进入进水通道B151，再通过第四单向阀154进入下部前腔1611，实现吸液；
3、活塞A6向下移动，使中部后腔1412的容积缩小而产生正压，在正压作用下，中部后腔1412中的液体依次通过带有第五单向阀155的第三入水支路1521、排水通道B152、汇合通道段1522、环形水腔B142中、第一入水支路1321、排水通道A132和环形水腔A122，进入汇总出水通道112中，最后通过水路管道输送到井口外部，实现排液；
4、活塞B7向下移动，使下部后腔1612的容积缩小而产生正压，在正压作用下，下部后腔1612中的液体依次通过带有第八单向阀174的排水通道C172、环形水腔C162、第五入水支路1524、排水通道B152、汇合通道段1522、环形水腔B142中、第一入水支路1321、排水通道A132和环形水腔A122，进入汇总出水通道112中，最后通过水路管道输送到井口外部，实现排液。
上述过程中，油缸2的活塞杆缩回时，同时产生以下效果：
1、活塞A6向上移动，使中部后腔1412的容积扩大而产生负压，在负压作用下，井内的浸出液通过进水口B200进入进水通道B151，再通过第三单向阀153进入中部后腔1412，实现吸液；
2、活塞B7向上移动，使下部后腔1612的容积扩大而产生负压，在负压作用下，井内的浸出液通过进水口C300进入进水通道C171，再通过第七单向阀173进入下部后腔1612，实现吸液；
3、活塞A6向上移动，使中部前腔1411的容积缩小而产生正压，在正压作用下，中部前腔1411中的液体依次通过带有第二单向阀134的第二入水支路1322、排水通道A132和环形水腔A122，进入汇总出水通道112中，最后通过水路管道输送到井口外部，实现排液；
4、活塞B7向上移动，使下部前腔1611的容积缩小而产生正压，在正压作用下，下部前腔1611中的液体依次通过带有第六单向阀156的第四入水支路1523、排水通道B152、汇合通道段1522、环形水腔B142中、第一入水支路1321、排水通道A132和环形水腔A122，进入汇总出水通道112中，最后通过水路管道输送到井口外部，实现排液。
Claims (10)
1.液压式多级活塞提液实验装置，其特征是：包括提液机构和实验机构；
提液机构包括壳体总成、油缸、推拉杆A、推拉杆B、联接头、活塞A和活塞B；
壳体总成从一端至另一端依次设有排水兼油路段、双壁油缸段、上部双向联通段、重复单元段、下部双壁水缸段和下部双向联通段；排水兼油路段内部设有互不连通的油路通道和汇总出水通道，汇总出水通道在壳体总成的端面上形成汇总出水口，油路通道在壳体总成的端面上形成进出油口；双壁油缸段内部设有互不连通的油缸安装腔和环形水腔A；上部双向联通段内部设有进水通道A、排水通道A和移动导向通道A；重复单元段包括相互连接的中部双壁水缸段和中部双向联通段；中部双壁水缸段内部设有互不连通的中部活塞腔和环形水腔B；中部双向联通段内部设有进水通道B、排水通道B和移动导向通道B；下部双壁水缸段内部设有互不连通的下部活塞腔和环形水腔C；下部双向联通段内部设有互不连通的进水通道C和排水通道C；
油缸的缸体固定安装在油缸安装腔的前端，油缸的缸体内部与油路通道的后端连通，油缸的活塞杆向油缸安装腔的后端伸出并与推拉杆A的前端固定连接；推拉杆A密封滑动安装在移动导向通道A中，其前后两端分别伸入油缸安装腔和中部活塞腔中；推拉杆B密封滑动安装在移动导向通道B中，其前后两端分别伸入中部活塞腔和下部活塞腔中；活塞A密封滑动安装在中部活塞腔中，其在两端分别与推拉杆A的后端及推拉杆B的前端连接；活塞B密封滑动安装在下部活塞腔中，其与推拉杆B的后端连接；
实验机构包括水缸、液压站、安全阀和流量阀；水缸包括缸体和可拆卸安装在缸体上端开口处的缸盖，缸盖下表面朝向缸体内部，缸盖上表面朝向缸体外部，缸盖上设有油管穿管口、回水口和水管穿管口；实验机构的缸盖在下表面与提液机构靠近排水兼油路段一端的端面固定连接，从而将提液机构悬吊在水缸内部；当提液机构悬吊在水缸内部时，提液机构的汇总出水口穿过缸盖上的水管穿管口而伸出在水缸外部，提液机构的进出油口正对缸盖上的油管穿管口；液压站通过油路管道与提液机构的进出油口连通；安全阀连接在提液机构的汇总出水口上；流量阀在两端分别通过水路管道连接至安全阀和缸盖的回水口。
2.如权利要求1所述的液压式多级活塞提液实验装置，其特征是：壳体总成呈圆柱形；
在排水兼油路段中，油路通道和汇总出水通道的前端均连通至壳体总成的端面；
在双壁油缸段中，环形水腔A环绕设置在油缸安装腔的外侧，环形水腔A的前端与汇总出水通道的后端连通，油缸安装腔的前端与油路通道的后端连通；
在上部双向联通段中，进水通道A、排水通道A和移动导向通道A三者互不连通；进水通道A的前端连通至壳体总成外圆面而形成进水口A，进水通道A中设有第一单向阀；排水通道A的前端连通至环形水腔A的后端，排水通道A的后端设有第一入水支路和第二入水支路，第二入水支路中设有第二单向阀；移动导向通道A的前端连通至油缸安装腔的后端；
在中部双壁水缸段中，环形水腔B环绕设置在中部活塞腔的外侧，环形水腔B的前端与排水通道A的第一入水支路连通，中部活塞腔的前端分别与排水通道A的第二入水支路、进水通道A的后端及移动导向通道A的后端连通；
在中部双向联通段中，进水通道B、排水通道B和移动导向通道B三者互不连通；进水通道B的中部设有连通至壳体总成外圆面的进水口B，进水通道B的两端分别设有第三单向阀和第四单向阀，进水通道B设有第三单向阀的一端连通至中部活塞腔的后端；排水通道B的前端设有第三入水支路和汇合通道段，第三入水支路中设有第五单向阀，第三入水支路与中部活塞腔的后端连通，排水通道B的汇合通道段与环形水腔B的后端连通，排水通道B的后端设有第四入水支路和第五入水支路，第四入水支路中设有第六单向阀；移动导向通道B的前端与中部活塞腔的后端连通；
在下部双壁水缸段中，环形水腔C环绕设置在下部活塞腔的外侧，环形水腔C的前端与排水通道B的第五入水支路连通，下部活塞腔的前端分别与进水通道B设有第四单向阀的一端、排水通道B的第四入水支路及移动导向通道B的后端连通；
在下部双向联通段中，进水通道C中设有第七单向阀，进水通道C的前端连通至壳体总成外圆面而形成进水口C，进水通道C的后端连通至下部活塞腔的后端；排水通道C中设有第八单向阀，排水通道C的前端连通至下部活塞腔的后端，排水通道C的后端连通至环形水腔C的后端。
3.如权利要求2所述的液压式多级活塞提液实验装置，其特征是：活塞A将中部活塞腔分隔为相对靠近中部活塞腔前端的中部前腔和相对靠近中部活塞腔后端的中部后腔；活塞A包括回转体A、回转体B、关节轴承A和第一抗磨环；回转体A呈两端敞口的套管形，其外圆面上从前端至后端依次设有第一密封段、第一环形凸台、第一外螺纹段和第二密封段，其内孔从前端至后端依次设有第一安装段、第一轴端定位段、封板连接段和第二轴端定位段，回转体A在内孔的封板段处焊固有封板，封板将回转体A的内孔分隔为互不连通的两段盲孔；回转体B呈两端敞口的套管形，其外圆面上从前端至后端依次设有第二安装段、第二环形凸台和第三密封段，其内孔从前端至后端依次设有第一内螺纹段、第四密封段和第三安装段；回转体A通过第一外螺纹段与回转体B的第一内螺纹段螺纹连接，回转体A外圆面上的第二密封段与回转体B内孔中的第四密封段相互正对，并通过设在两者之间的O形密封圈密封；两个关节轴承A分别活动安装在回转体A的第一安装段及回转体B的第三安装段中，并均在两端被轴向定位；第一抗磨环安装在回转体B的第二安装段上，其两端分别与回转体A的第一环形凸台及回转体B的第二环形凸台相抵，而被轴向定位；活塞A通过第一抗磨环滑动安装在中部活塞腔中，回转体A朝向中部活塞腔前端的中部前腔，回转体B朝向中部活塞腔后端的中部后腔；安装在回转体A外圆面的第一密封段上的Y型密封圈和安装在回转体B外圆面的第三密封段上的Y型密封圈共同实现活塞A与中部活塞腔之间的密封；相应的，推拉杆A的后端穿过回转体A的内孔中的关节轴承A而伸入回转体A内孔中的第一轴端定位段中，再通过安装在推拉杆A后端的垫圈和螺母为推拉杆A提供轴向定位；相应的，推拉杆B的前端穿过回转体B的内孔中的关节轴承A而伸入回转体A内孔中的第二轴端定位段中，再通过安装在推拉杆B前端的垫圈和螺母为推拉杆B提供轴向定位。
4.如权利要求3所述的液压式多级活塞提液实验装置，其特征是：活塞B将下部活塞腔分隔为相对靠近下部活塞腔前端的下部前腔和相对靠近下部活塞腔后端的下部后腔；活塞B包括回转体C、回转体D、关节轴承B和第二抗磨环；回转体C呈两端敞口的套管形，其外圆面上从前端至后端依次设有第五密封段、第三环形凸台、第二外螺纹段和第六密封段，其内孔从前端至后端依次设有第四安装段和第三轴端定位段；回转体D呈一端敞口另一端封闭的套管形，其外圆面上从前端至后端依次设有第五安装段、第四环形凸台和第七密封段，其内孔从前端至后端依次设有第二内螺纹段和第八密封段；回转体C通过第二外螺纹段与回转体D的第二内螺纹段螺纹连接，回转体C外圆面上的第六密封段与回转体D内孔中的第八密封段相互正对，并通过设在两者之间的O形密封圈密封；关节轴承B活动安装在回转体C的第四安装段中，并在两端被轴向定位；第二抗磨环安装在回转体D的第五安装段上，其两端分别与回转体C的第三环形凸台及回转体D的第四环形凸台相抵，而被轴向定位；活塞B通过第二抗磨环滑动安装在下部活塞腔中，回转体C朝向下部活塞腔前端的下部前腔，回转体D朝向下部活塞腔后端的下部后腔；安装在回转体C外圆面的第五密封段上的Y型密封圈和安装在回转体D外圆面的第七密封段上的Y型密封圈共同实现活塞B与下部活塞腔之间的密封；相应的，推拉杆B的后端穿过回转体C的内孔中的关节轴承B而伸入回转体C内孔中的第三轴端定位段中，再通过安装在推拉杆B后端的垫圈和螺母为推拉杆B提供轴向定位。
5.如权利要求4所述的液压式多级活塞提液实验装置，其特征是：上部双向联通段中的移动导向通道A居中布置，进水通道A和排水通道A的数量一致，分别为四条；所有的进水通道A和所有的排水通道A共同围绕移动导向通道A呈环形均布。
6.如权利要求5所述的液压式多级活塞提液实验装置，其特征是：中部双向联通段中的移动导向通道B居中布置，进水通道B和排水通道B的数量一致，分别为四条；所有的进水通道B和所有的排水通道B共同围绕移动导向通道B呈环形均布。
7.如权利要求6所述的液压式多级活塞提液实验装置，其特征是：壳体总成所包含的排水兼油路段、双壁油缸段、上部双向联通段、重复单元段、下部双壁水缸段和下部双向联通段中，任意两个相邻段之间均通过旋紧套螺纹连接；重复单元段所包含的中部双壁水缸段与中部双向联通段之间也通过旋紧套螺纹连接；旋紧套包括半环形分体A、半环形分体B和锁紧螺钉，半环形分体A和半环形分体B的外壁上分别设有一半外螺纹，半环形分体A和半环形分体B上分别设有扳手定位孔，半环形分体A和半环形分体B合围环抱形成一根套管，使半环形分体A上的一半外螺纹和半环形分体B上的一半外螺纹拼合形成完整的外螺纹，再通过锁紧螺钉将半环形分体A和半环形分体B连接为一个整体。
8.如权利要求7所述的液压式多级活塞提液实验装置，其特征是：重复单元段的数量为1段。
9.如权利要求8所述的液压式多级活塞提液实验装置，其特征是：安全阀的泄压压力为3.0-4.0MPa。
10.液压式多级活塞提液实验方法，基于权利要求9所述的液压式多级活塞提液实验装置，其特征是：液压式多级活塞提液实验装置用于验证提液机构的原理可行性和抽液效果，从而为提液机构在现场实装使用提供理论支持和数据支持；
实验方法如下：
向水缸中装入一定量的清水，确保水位没过壳体总成的进水口A至少20cm；驱动油缸的活塞杆做伸缩移动，使提液机构持续抽取水缸中的水，抽取出的水通过汇总出水口排出提液机构，再依次通过安全阀、流量阀和缸盖上的回水口返回水缸中，实现水的循环流动；
上述过程中，安全阀内置的出水压力为3.5MPa，模拟了地浸铀矿井250m深度下的水压，流量阀用于统计抽水流量；经验证，提液机构能实现持续抽液，并且能满足地浸铀矿井浸出液抽液流量的要求；
上述过程中，油缸的活塞杆伸出时，同时产生以下效果：
Ⅰ、活塞A向下移动，使中部前腔的容积扩大而产生负压，在负压作用下，井内的浸出液通过进水口A进入进水通道A，再通过第一单向阀进入中部前腔，实现吸液；
Ⅱ、活塞B向下移动，使下部前腔的容积扩大而产生负压，在负压作用下，井内的浸出液通过进水口B进入进水通道B，再通过第四单向阀进入下部前腔，实现吸液；
Ⅲ、活塞A向下移动，使中部后腔的容积缩小而产生正压，在正压作用下，中部后腔中的液体依次通过带有第五单向阀的第三入水支路、排水通道B、汇合通道段、环形水腔B中、第一入水支路、排水通道A和环形水腔A，进入汇总出水通道中，最后通过水路管道输送到井口外部，实现排液；
Ⅳ、活塞B向下移动，使下部后腔的容积缩小而产生正压，在正压作用下，下部后腔中的液体依次通过带有第八单向阀的排水通道C、环形水腔C、第五入水支路、排水通道B、汇合通道段、环形水腔B中、第一入水支路、排水通道A和环形水腔A，进入汇总出水通道中，最后通过水路管道输送到井口外部，实现排液；
油缸的活塞杆缩回时，同时产生以下效果：
Ⅰ、活塞A向上移动，使中部后腔的容积扩大而产生负压，在负压作用下，井内的浸出液通过进水口B进入进水通道B，再通过第三单向阀进入中部后腔，实现吸液；
Ⅱ、活塞B向上移动，使下部后腔的容积扩大而产生负压，在负压作用下，井内的浸出液通过进水口C进入进水通道C，再通过第七单向阀进入下部后腔，实现吸液；
Ⅲ、活塞A向上移动，使中部前腔的容积缩小而产生正压，在正压作用下，中部前腔中的液体依次通过带有第二单向阀的第二入水支路、排水通道A和环形水腔A，进入汇总出水通道中，最后通过水路管道输送到井口外部，实现排液；
Ⅳ、活塞B向上移动，使下部前腔的容积缩小而产生正压，在正压作用下，下部前腔中的液体依次通过带有第六单向阀的第四入水支路、排水通道B、汇合通道段、环形水腔B中、第一入水支路、排水通道A和环形水腔A，进入汇总出水通道中，最后通过水路管道输送到井口外部，实现排液。
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