一种研究石油天然气输送管道变形强度的实验装置及方法与流程

本发明涉及一种研究石油天然气输送管道变形强度的实验装置及方法，具体为一种研究石油天然气输送作业过程中管道的变形强度的实验装置及其方法，属于油气储运技术领域。

背景技术：

石油天然气输送管道是石油储运行业的主要设备之一，也是原油和石油产品最主要的输送设备。我国的石油天然气管道输送距离长，环境变化大，管道受环境影响大，空管和输气时的管道环境又不一样，在这种工况下气体流进管道时引起管道振荡及变形，导致输油效率变低，并最终有可能导致严重的事故，因而有必要研究这种工况下天然气输送管道的应变变形情况进行研究，进而为实际管道建造提供理论依据。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种研究石油天然气输送管道变形强度的实验装置及方法，实现模拟石油天然气管道实际输送过程中的变形及振荡情况，造成管道变形弯曲，为研究石油天然气输送管道变形提供实验依据。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种研究石油天然气输送管道的变形强度的实验装置及方法，其特征在于包括定滑轮固定于立板架上。装置外侧用于支撑框架的钢丝绳通过钢丝卡头连接旋转扣的两端，并经由两个定滑轮使其变为水平方向。装置外侧用于支撑框架的钢丝绳的一端与六角螺栓螺母连接，六角螺栓螺母固定于水平板扣上。用于悬挂的钢丝绳上部用钢丝卡头与用于支撑框架的钢丝绳连接，中部通过钢丝卡头与旋转扣的两端连接。下部连接固定在水平板上的钢丝卡头。所述输送管道放至于水平板上，并通过贴合的输送管道外壁的管道卡箍，将送管道固定于水平板上。输送管道两端均连接有管道直通接口外壁上安装有应变片。应变片通过应变片通信线连接动态应变测量仪。

所述钢丝绳均通过钢丝卡头连接在螺旋扣，所述的螺旋扣均通过钢丝卡头连接在水平板，所述的螺旋扣均通过钢丝卡头连接在六角螺栓螺母固定于水平板扣上。

所述定滑轮焊接在立板架上。

所述钢丝绳通过两个定滑轮从水平方向转变在垂直方向上。

所述用于悬挂的钢丝绳等间距的与用于支撑框架的钢丝绳通过钢丝卡头连接。

所述应变片均等间距的密封并粘贴于输送管道。

所述应变片通信线外壁均包有热缩管，防止拉扯产生不良影响，所述应变片通信线连接在动态应变测量仪实时监测管壁应变变化。

所述水平板采用薄片钢板但不限于薄片钢板及其他韧性好的材料。

所述管道两端均安装有输送管道直通接头。

本实验装置结构简单，操作方便，较好的模拟了石油天然气输送管道输送过程中管道的实际变化情况，可以直观的观察管道变形情况和位置，也可以和后期的数值模拟防止对比，验证实验的准确性，可信度高。

附图说明

图1为本发明的总体装置示意图；

图2为局部结构正视图；

图3为局部结构俯视图；

图4为局部结构侧视图；

图中：1-定滑轮2-钢丝绳3-立板架4-螺旋扣5-水平板扣6-输送管道7-钢丝卡头8-管道卡箍9-应变片10-应变片通信线11-动态应变测量仪12-六角螺栓螺帽13-输送管道直通接口14-水平板。

具体实施方法

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1所示，一种研究石油天然气输送管道的变形强度的实验装置及方法，其特征在于包括定滑轮(1)固定于立板架(3)上。装置外侧用于支撑框架的钢丝绳(2)通过钢丝卡头(7)连接旋转扣(4)的两端，并经由两个定滑轮(1)使其变为水平方向。装置外侧用于支撑框架的钢丝绳(2)的一端与六角螺栓螺母(12)连接，六角螺栓螺母(12)固定于水平板扣(5)上。用于悬挂的钢丝绳(2)上部用钢丝卡头(7)与用于支撑框架的钢丝绳(2)连接，中部通过钢丝卡头(7)与旋转扣(4)的两端连接，下部连接固定在水平板(14)上的钢丝卡头(7)。所述输送管道(6)放至于水平板(14)上，并通过贴合的输送管道(6)外壁的管道卡箍(8)，将送管道(6)固定于水平板(14)上。输送管道(6)两端均连接有管道直通接口(13)外壁上安装有应变片(9)。应变片(9)通过应变片通信线(10)连接动态应变测量仪(11)。

所述钢丝绳(2)均通过钢丝卡头(7)连接螺旋扣(4)，所述的螺旋扣(4)均通过钢丝卡头(7)连接水平板(14)，所述的螺旋扣(4)均通过钢丝卡头(7)连接六角螺栓螺母(12)并固定于水平板扣(5)上。

所述定滑轮(1)焊接在立板架(3)上。

所述钢丝绳(2)通过两个定滑轮(1)从水平方向转变在垂直方向上。

所述用于悬挂的钢丝绳(2)等间距的与用于支撑框架的钢丝绳(2)通过钢丝卡头(7)连接。

所述应变片(9)均等间距的密封并粘贴于输送管道(6)。

所述应变片通信线(10)外壁均包有热缩管，防止拉扯产生不良影响，所述应变片通信线(10)连接在动态应变测量仪(11)实时监测管壁应变变化。

所述水平板(14)采用薄钢板等韧性较好的材料。

所述输送管道(6)两端均安装有输送管道直通接头(13)。

如图1所示，进行一种研究石油天然气输送管道变形强度的实验方法，其特征在于：它包括以下步骤：

s1、试验前，将管道(6)水平放置于水平板(14)，将管道卡箍(6)均匀布置于管道(6)上，拧紧六角螺栓螺母(12)；

s2、将钢丝卡头(7)等间距均匀布置于水平钢丝绳(2)上，钢丝卡头(7)悬挂小段钢丝绳(2)连接螺旋扣(4)，螺旋扣(4)悬挂小段钢丝绳(2)连接钢丝卡头(7)固定于水平板(14)上；

s3、依据s2方法，将两端钢丝绳(2)用钢丝卡头(7)连接螺旋扣(4)，再用小段钢丝连接钢丝卡头(7)，钢丝卡头(7)连接在六角螺栓螺母(12)固定于水平板扣(5)上；

s4、调节每个螺旋扣(4)的长度，使管道(6)水平呈直线放置于水平板(14)。

s5、将应变片(9)均匀密封于管道(6)，用应变片通信线(10)连接应变片(9)和动态应变测量仪(11)；

s6、在输送管道直通接口(13)接上普通水管通水进行预流通试验，观察管道情况，通过动态应变测量仪(11)观察每个应变片(9)是否反馈信号；

s7、试验前测试无误后，清理空管道(6)水汽，在输送管道直通接口接上输油管流通，观察并记录动态应变测量仪(11)的应变变化情况；

s8、统计动态应变测量仪(11)的应变变化数据，试验结束，关闭输油管；

s9、将应变变化数据统计完毕后，应用仿真分析软件进行分析计算得出仿真结果，与实验结果进行对比，验证实验的准确性。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种研究石油天然气输送管道变形强度的实验装置及方法，包括定滑轮钢丝绳、立板架、螺旋扣、水平板扣、输送管道、钢丝卡头、管道卡箍、应变片、应变片通信线、动态应变测量仪、六角螺栓螺帽、输送管道直通接口、水平板。本发明的优点是：根据现场实际作业需求巧妙设计的一种实验装置设计符合实际情况、结构紧凑、采集数据精度高。能够较好的模拟石油天然气输送管道运输过程中管道的变形情况，并利用动态应变测量仪实时监测管道应变变化情况，用于分析管道的变形强度。

技术研发人员：毛良杰;马学涛;林清宽;刘清友;王国荣;周守为
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2019.01.10
技术公布日：2019.04.16