一种管道弯曲角度测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种管道弯曲角度测试方法，属于石油管道工程【技术领域】。本发明的技术方案包括：在待测管体上设置若干特征点，通过照相设备获取特征点的实时位置，并且通过不同时刻特征点参考位置的变化，计算出实验体弯曲角度等信息。本方法利用简单的数学勾股定理及成像原理，能够较快速完成对管体弯曲情况的实时测量，同时测量数据的获取不受时间和环境的限制，且后期数据处理方便，该方法操作简单，适用于大型高危试验的现场测试。
【专利说明】-种管道弯曲角度测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于石油管道工程【技术领域】，具体设及一种管道弯曲角度测试方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，石油天然气管道输送技术向着高压大口径的方向迅速发展，关于石油天 然气管道方面的测试试验非常繁多，水爆试验，全尺寸弯曲试验，管线监测等。该些试验均 设及到需要对管道或管线弯曲数据的了解。由于管体或管线尺寸较大，其变形情况的测量 方法获取的方法较复杂，设备安装复杂，甚至实时测量过程中对人员安全危害较大。
[0003] 现有技术报道的对管道弯曲度的测试方法，是在管段上增设一组隔板，隔板上平 行拉出两条实施测量线，La和化。当管段弯曲的时候，两条平行线的长度发生改变，通过计 算该变量，利用数学公式算出，管段的弯曲角度。该方法需要的设备较多，需要在管体安装 测量物件，会对管体变形增加额外影响。同时计算出的角度为该管段的平均弯曲角度，不能 获取管段局部的变形角度。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种管道弯曲角度测 试方法，该方法操作简单，数据后期处理方便，能够对管道或管线整体或局部弯曲情况进行 实时测试，应用范围广。
[0005] 本发明是通过W下技术方案来实现：
[0006] 1)在待测管道外顶壁上沿管道纵向均布N个特征点，N为> 3的自然数；
[0007] 2)在待测管体外顶壁上对应设置N个能够对步骤1)所述的特征点进行实时定位 拍照的拍摄装置；
[000引扣定义相邻立个特征点分别为Di、Dw、Di+2,且i = 1，2, 3……N-2 ;获取拍摄的相 邻=个特征点的照片，通过对照片中的特征点进行相对位置测量，获取对应的位置数据，然 后按照式（1)，计算得到待测管道弯曲后相邻S个特征点的局部变形角度；
[0009] 白 1=曰 1+P 1= arcsin 化 i/a;)+arcsin 〇Vi/a…） (1)
[0010] 式中，a巧相邻两个特征点D i和D w之间的距离巧w为相邻两个特征点D w和D 之间的距离；当管道变形后，bi表示由拍摄装置获取的特征点D i与特征点D w在原轴向投 影上的距离，bw表示由拍摄装置获取的特征点D W与特征点D 1+2在原轴向投影上的距离； a i为管道变形后，a i与bi的夹角的余角，0 i表示aw与bw表的夹角的余角，0 i表示管 道弯曲后相邻；个特征点〇1、〇^、〇1。的局部变形角度，且0为〇郝6巧角度之和。
[0011] 按照步骤3)所述的相邻=个特征点的局部变形角度计算方法，对待测管道弯曲 后的整段变形角度按式（2)进行求和处理，获得待测管道的弯曲角度和0 :
[00。]
【权利要求】
1. 一种管道弯曲角度测试方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 在待测管道外顶壁上沿管道纵向均布N个特征点，N为多3的自然数； 2) 在待测管体外顶壁上对应设置N个能够对步骤1)所述的特征点进行实时定位拍照 的拍摄装置； 3) 定义相邻三个特征点分别为DpDi^Dit2，且i= 1，2,3……N-2 ;获取拍摄的相邻三 个特征点的照片，通过对照片中的特征点进行相对位置测量，获取对应的位置数据，然后按 照式（1)，计算得到待测管道弯曲后相邻三个特征点的局部变形角度； 0i=aj+0J=arcsin(bj/aj)+arcsin(bi+1/ai+1) (I) 式中，％为相邻两个特征点DJPDi+1之间的距离；ai+1为相邻两个特征点Di+1和Di+2之 间的距离；当管道变形后，匕表示由拍摄装置获取的特征点D1与特征点Di+1在原轴向投影 上的距离，bi+1表示由拍摄装置获取的特征点Di+1与特征点Di+2在原轴向投影上的距离；ai 为管道变形后，％与1^的夹角的余角，0 ,表示ai+1与bi+1表的夹角的余角，0 ,表示管道弯 曲后相邻三个特征点DpDi^Dit2的局部变形角度，且0 ,为a廊0 ,两角度之和。
2. 根据权利要求1所述的一种管道弯曲角度测试方法，其特征在于，按照步骤3)所述 的相邻三个特征点的局部变形角度计算方法，对待测管道弯曲后的整段变形角度按式（2) 进行求和处理，获得待测管道的弯曲角度和0 :
3. 根据权利要求1所述的一种管道弯曲角度测试方法，其特征在于，通过对不同时刻 拍摄的照片中的特征点进行相对位置测量，获取对应的位置数据，定义不同时刻为t时刻 和t-1时刻，则t时刻相邻三个特征点Di、Di+1、Di+2之间的管道弯曲角度表示为0i(t)，t-1 时刻的管道弯曲角度表示为0i(t-l)，则按照式（4)计算得到试验过程中待测管体的实时 弯曲增量A0i(t): A0i(t)=彻t)-咐t-1) (4) 其中，t表示变形时间，0i(t)表示时间t时，管壁DiA处的局部弯曲角度，0i(t-l) 表示t的上一时刻t-1时，DiA处的局部弯曲角度。
4. 根据权利要求1或2或3所述的一种管道弯曲角度测试方法，其特征在于，所述的拍 摄装置为数码相机。
5. 根据权利要求1或2或3所述的一种管道弯曲角度测试方法，其特征在于，所述的拍 摄装置为数码摄像机。
【文档编号】G01B11/26GK104501744SQ201410784567
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】黄呈帅, 秦长毅, 张华 , 卫尊义, 李东风, 杨鹏, 吉玲康, 池强, 陈宏远, 樊治海 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气集团公司管材研究所