一种适用于复杂、大坡度地形输送浆体的管线系统的制作方法

本实用新型涉及浆体输送技术领域，具体涉及到一种浆体管线通过复杂、大坡度地形输送方式及输送的管线系统。

背景技术：

浆体管道输送是上世纪50年代发展起来的一种新的运输方式。它是将颗粒状的固体物质与液体输送介质混合，在管道中采用泵送的方式运输，高压输送距离可达几百公里外，输送管线在通过各种海拔地形，依据《浆体长距离管道输送工程设计规范》和《浆体输送管道的线路工程设计》要求浆体管线设计纵向敷设坡度≤8°才能保证停车期间因坡度超标而造成滑动淤积沉淀堵管和水锤潜在的威胁。注：水锤又称水击；水（或其他液体）输送过程中，由于阀门突然开启或关闭、水泵突然停止、骤然启闭导叶等原因，使流速发生突然变化，同时压强产生大幅度波动的现象。

浆体输送距离越长压力越高，压力越高潜在危害越大，因此在路过狭窄、灾害路段高压管线通过会受限。管线穿越公路、建筑区时，根据《中华人民共和国公路法》第四十五条、《公路安全保护条例》第二十七条，管线埋设的原则：禁止在公路、建筑区用地范围以内埋设。

管线沿途穿越沼泽、高山、冲沟、峡谷、河流等多种复杂地形时,有些坡度≥8°，有些转弯曲率半径过小，运行过程中一旦意外停车，浆体会自动滑动到管线的低部，沉积和淤积把管道堵死，浆体输送对管道敷设有严格要求。依据《浆体长距离管道输送工程设计规范》要求管线敷设坡度≤8°，停车浆体滑动沉积后必须留出20%空间出来，才能再次启动运行。

由此可见现有技术中线弯管采用曲率半径没有限制，根据地形来定，从而使得弯管角度的磨损和阻力较大。

发明人经过长期的实践发现上述技术存在较大的安全风险，同时停车后再启动中间间隔的时间较长，从而耽搁输送周期，而且管线敷设坡度要求≤8°，因此增加了管线敷设的要求和管线的限制。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种适用于复杂、大坡度地形输送浆体的管线系统，该管线系统解决了在浆体高压输送必须远离公路、建筑区域铺设，对管线敷设要坡度≤8°，浆体管线带浆停车后，浆体会流动管线低部沉积淤积堵管，纵向坡度≥8°时的大坡度区域的浆体会流动管线低部沉积淤积堵管，加速流与水锤也会对管线造成堵管和破坏的威胁问题。

本实用新型提供一种适用于复杂、大坡度地形输送浆体的管线系统，其包括输送浆体的输送管路和输送泵；所述输送泵安装在输送管路上，其中所述输送泵输送包括一个及一个以上的低压泵输送和一个及一个以上的高压泵输送，其中低压泵输送管线安装在穿越狭窄公路、灾害路段和建筑控制区的附近通过，剩余部分输送管路的起始端安装高压泵输送，在低海拔处的输送管路处设置有清管池、清水池，在经过清管池、清水池处的输送管路上设置有三通管件、切换阀门。

根据本实用新型所述的一种适用于复杂、大坡度地形输送浆体的管线系统，其进一步的技术方案是：连续起伏和坡度处的输送管路的曲率半径R大于十八倍输送管路的管径。

根据本实用新型所述的一种适用于复杂、大坡度地形输送浆体的管线系统，其进一步的技术方案是：连续起伏和坡度处的输送管路的曲率半径R大于十八倍以上输送管路的管径。

根据本实用新型所述的一种适用于复杂、大坡度地形输送浆体的管线系统，其进一步的技术方案是：还包括控制系统（报警器），所述控制系统安装在清管池、清水池、切换阀门上且与输送泵相连接。

根据本实用新型所述的一种适用于复杂、大坡度地形输送浆体的管线系统，其进一步的技术方案是：还包括智能控制系统，该智能控制系统连接输送泵和切换阀门、清管池、管道上。

根据本实用新型所述的一种适用于复杂、大坡度地形输送浆体的管线系统，其进一步的技术方案是：所述低压泵输送压力为1-6兆帕。

根据本实用新型所述的一种适用于复杂、大坡度地形输送浆体的管线系统，其进一步的技术方案是：所述高压泵输送压力为大于6兆帕。

根据本实用新型所述的适用于复杂、大坡度地形输送浆体的管线系统，其特征在于：所述大坡度纵坡坡度大于等于9°低海拔处，设置一个及一个以上，清管池、清水池、三通管件、切换阀门。

根据本实用新型所述的一种适用于复杂、大坡度地形输送浆体的管线系统，其进一步的技术方案是：输送管路纵向敷设坡度大于等于9°（15%）。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：

1、现有技术采用一高压输送禁止通过公路、建筑控制区，要通过必须绕开。本实用新型通过在首端采用降低输送压力同时降低潜在的风险，可以通过穿越狭窄公路、建筑控制区, 不需要绕开，从而降低了敷设管路的距离，降低了成本。

2、现有技术在设计规范时需要管线纵向敷设坡度≤8°，突然停车浆体停留管线内不会淤积堵管，超过≥9°时必须绕路或降低坡度敷设。本实用新型在管线纵向敷设坡度≥9°，突然停车采用一组三通管件、阀门、清管池与控制系统相连，主动清理出管线的矿浆，提高管线经过复杂路段、灾害路段、山区陡坡和管线突发停车被动堵管的风险，也解除加速流与水锤对管线造成的损坏。

3、现有技术管线弯管采用曲率半径没有限制，根据地形来定，没有考虑弯管角度的磨损和阻力，本实用新型的管线弯管采用曲率半径R≥18D，避免曲率半径对管线冲蚀磨损和浆体通过加大阻力。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

图2是本实用新型中实施例2的示意图。

图3是本实用新型中实施例3的示意图

图中：输送管路1、低压泵2、高压泵3、清管池4、清水池5、三通6、三通阀7，报警器8，智能控制系统9。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-3及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

实施例一

一种适用于复杂、大坡度地形输送浆体的管线系统，本实施例在输送管路1的首端设置由低压泵2组成的低压泵站，此时海拔1000米，输出压力3兆帕，中间穿越村庄，到海拔800米和陡峭山路，然后经过海拔1100米，全程低压输送距离10公里，有些管线敷设坡度≤8°。此时再连接高压泵2，输出压力20兆帕，该高压泵房的海拔800米，在海拔500米处设立清管池4和清水池5，并在经过清管池4和清水池5的输送管路上设置三通6和三通阀7。管线敷设坡度20°穿越距离3公里海拔2500米的高山，再下山，下山坡度20°，经过20公里到达尾端终点，尾端终点海拔1200米。管线全部横向转角弯曲半径控制在R=18D（D为管道直径）。

突发停车首站（低压泵/高压泵）无动力情况下，先启动三通阀，将清水池中预备的清水采用泵之类的设备直接打入高压泵站到首端的管线内，首端到高压泵站灌入清水，清空低压管线的浆体。再将最高海拔2500米管线的浆体排放到清管池中，2500米处的浆体部分流到清管池,部分流到尾端，高压泵站到尾端管线全部采用自流方式将浆体排出管线外，这样就可解除突然停车管线堵管和加速流与水锤对管线潜在威胁。

实施例二

本实施例输送管路1的首端海拔高度为1500米，低压泵2的输出压力2兆帕，中间穿越海拔800米的村庄和海拔1000米陡峭山路，输送低压距离20公里，管线敷设坡度≤8°。在海拔1000米处再连接高压泵3，泵站输出压力20兆帕，泵房海拔1000米。在海拔800米处设立清管池4和清水池5，并在经过清管池4和清水池5的输送管路1上设置三通管件、切换阀门(三通阀），再经过敷设坡度15°大山，山体海拔2500米，距离5公里；再下山10公里，坡度20°山低部海拔1500米，山低设立设立清管池4和清水池5，并在经过清管池4和清水池5的输送管路1上设置三通管件、切换阀门(三通阀）， 输送管道再上山，海拔高2000米，经过20公里再下山20公里到达终点，终点海拔1200米。管线全部转角弯曲半径控制在R=15-25D。同时在清管池4和清水池5上设置报警器8，该报警器8连接附近的输送泵。

突然停车，首端泵站到高压泵站由于管线敷设坡度≤8°可以在72小时内不用考虑。由于报警器与附近泵连接，报警器自动报警警示，然后工作人员通过控制系统启动三通管件和切换阀门（三通阀），将最高海拔2500米管线的浆体排放清管池。将清管池通过三通管件和切换阀门，将海拔2500米和海拔2000米高度管线浆体放入清管池内，海拔2000米到尾端自流尾部排放，高压管线采用自流到清管池清空管线的浆体，也解除加速流与水锤潜在威胁。该控制系统和报警器起到警示和操控作用，使得工作人员第一时间到位，降低事故风险。

实施例三

本实施例输送管路1的首端海拔高度为1500米，低压泵2的输出压力2兆帕，中间穿越海拔800米的村庄和海拔1000米陡峭山路，输送低压距离20公里，管线敷设坡度≤8°。在海拔1000米处再连接高压泵3，泵站输出压力20兆帕，泵房海拔1000米。在海拔800米处设立清管池4和清水池5，并在经过清管池4和清水池5的输送管路1上设置三通管件、切换阀门(三通阀），再经过敷设坡度15°大山，山体海拔2500米，距离5公里；再下山10公里，坡度20°山低部海拔1500米，山低设立设立清管池4和清水池5，并在经过清管池4和清水池5的输送管路1上设置三通管件、切换阀门(三通阀）， 输送管道再上山，海拔高2000米，经过20公里再下山20公里到达终点，终点海拔1200米。管线全部转角弯曲半径控制在R=15-25D。在该管线系统上增加设置了智能控制系统9，智能控制系统9与三通阀和输送泵连接，且智能控制系统是在市场就进行采购的，在安装好后通过自定义设置各类参数完善系统，用于控制三通阀的启停，实现全智能控制。

当遇突然停车，首端泵站到高压泵站由于管线敷设坡度≤8°可以在72小时内不用考虑。智能控制系统监测到管线系统停车，然后根据设置的情况自动启动三通和切换阀门（三通阀），将最高海拔2500米管线的浆体排放清管池。清管池通过三通管件和切换阀门，将海拔2500米和海拔2000米高度管线浆体放入清管池内，海拔2000米到尾端自流尾部排放，高压管线采用自流到清管池清空管线的浆体，也解除堵管和加速流与水锤对管线潜在威胁，降低事故风险。

关于三通管件、切换阀门、清管池和清水池，停车时管道内的浆体通过切换阀门的切换，使管道内的浆体流入到清管池内。管线运行时清管池是空的，清水池是满的以备用，管线停运后，清管池流入管道内的浆体，清水池内的水用于清理管道内的浆体。

实施例四

本实施例在首端设置高压泵，泵站输出压力20兆帕，泵房海拔1000米，输送管路经过20公里后在海拔900米处设立三通管件、切换阀门和清管池和清水池，经过敷设坡度40°大山，山体海拔2500米，距离5公里到终点。管线全部横向转角弯曲半径控制在R≥15D。

整个系统上增加设置了智能控制系统9，智能控制系统9与切换阀门和输送泵连接，且智能控制系统是在市场就进行采购的，在安装好后通过自定义设置各类参数完善系统，用于控制切换阀门的启停，实现全智能控制。目前这类控制系统都是属于市场上可以进行采购的现有设备。

突然停车后，控制系统通过判断启动三通管件和切换阀门（三通阀），将首端海拔1000米和最高海拔2500米管线的浆体自流排放到海拔900米清管池，清空所有的管线浆体，也解除突然停车堵管与水锤潜在的威胁。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要注明的是以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。