[發(fā)明專利]用于監(jiān)測(cè)清管器在管道內(nèi)運(yùn)行的試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510292080.7
• 申請(qǐng)日: 2015-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104865087B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱霄霄;張行;王威;張康;廖寧生;王昊;張仕民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 趙燕力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種無(wú)級(jí)調(diào)速管道清管器運(yùn)移行為監(jiān)測(cè)試驗(yàn)裝置，尤其涉及一種用于監(jiān)測(cè)清管器在管道內(nèi)運(yùn)行的試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

隨著管道服役年限的延長(zhǎng)，管道內(nèi)壁會(huì)發(fā)生不同程度的結(jié)垢和雜質(zhì)粘附，造成管輸效率降低甚至堵塞。定期進(jìn)行清管及檢測(cè)作業(yè)是油氣管道運(yùn)行維護(hù)必不可少的流程之一。清管作業(yè)是油氣管道投產(chǎn)與安全運(yùn)行的重要手段，清管器是泛指在管道運(yùn)輸介質(zhì)的壓差推動(dòng)下運(yùn)行的管道內(nèi)作業(yè)工具，也是進(jìn)行清管作業(yè)的主要工具。

由于油氣管道內(nèi)部環(huán)境的復(fù)雜性使得清管器在周向受限條件下的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題變得極為復(fù)雜。清管器的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和動(dòng)力學(xué)特性受到摩擦力、管道環(huán)形焊縫、腐蝕坑、管道變形和管道壁厚等因素的影響，所產(chǎn)生的振動(dòng)激勵(lì)是造成清管器在運(yùn)行過(guò)程中解體和疲勞破壞的主要原因，有必要對(duì)清管器在運(yùn)行過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析和研究，目前，還沒(méi)有對(duì)清管器運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行監(jiān)測(cè)的裝置。

由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種用于監(jiān)測(cè)清管器在管道內(nèi)運(yùn)行的試驗(yàn)裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于監(jiān)測(cè)清管器在管道內(nèi)運(yùn)行的試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置可以用來(lái)研究清管器在管道內(nèi)運(yùn)行過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)特性。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于監(jiān)測(cè)清管器在管道內(nèi)運(yùn)行的試驗(yàn)裝置，所述試驗(yàn)裝置包括一支架，該支架上固定支撐有一水平試驗(yàn)管道，所述水平試驗(yàn)管道的第一端和第二端分別與所述支架的第一端和第二端對(duì)應(yīng)設(shè)置；該水平試驗(yàn)管道的第一端固定連接一發(fā)球筒、第二端固定連接一收球筒；一清管器在初始位置位于所述發(fā)球筒內(nèi)，在終止位置位于所述收球筒內(nèi)；在所述支架的第一端固定設(shè)有一伺服絞車，一繩索的一端纏繞在所述伺服絞車的輥筒上，該繩索的另一端繞過(guò)固定設(shè)置在所述支架第二端的定滑輪后，通過(guò)一拉力傳感器與所述清管器連接；所述清管器在所述伺服絞車及該繩索的牽拉下依次穿過(guò)發(fā)球筒、水平試驗(yàn)管道移動(dòng)到所述收球筒內(nèi)；所述清管器上還設(shè)有一加速度傳感器。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，支架具有兩列平行設(shè)置的底部縱梁，兩列所述底部縱梁之間通過(guò)直角連接件固定多個(gè)與底部縱梁垂直的底部橫梁，所述底部橫梁和底部縱梁構(gòu)成所述支架的底平面；每列所述底部縱梁上均通過(guò)直角連接件間隔固定有多個(gè)豎直向上的支撐梁，兩列底部縱梁上的支撐梁相互對(duì)應(yīng)，相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)支撐梁之間通過(guò)直角連接件連接一水平設(shè)置的上橫梁；位于同一列的多個(gè)支撐梁之間分別通過(guò)直角連接件連接一水平設(shè)置的上部縱梁，在所述支架的兩側(cè)分別形成多個(gè)矩形框結(jié)構(gòu)；在每個(gè)矩形框結(jié)構(gòu)內(nèi)還設(shè)有一斜撐梁，所述斜撐梁一端通過(guò)銳角連接件與對(duì)應(yīng)的上部縱梁和支撐梁連接，另一端通過(guò)銳角連接件與對(duì)應(yīng)的底部縱梁和支撐梁連接；所述水平試驗(yàn)管道沿所述支架的縱向固定支撐在多個(gè)所述上橫梁上。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，水平試驗(yàn)管道包括管徑相同的一第一水平管道、一特征管道和一第二水平管道；所述第一水平管道位于所述水平試驗(yàn)管道的第一端，該第一水平管道與所述特征管道一端通過(guò)連接法蘭連接，所述特征管道另一端與所述第二水平管道通過(guò)連接法蘭連接，所述第二水平管道位于所述水平試驗(yàn)管道的第二端；所述連接法蘭分別與對(duì)應(yīng)的上橫梁相抵靠，對(duì)所述水平試驗(yàn)管道進(jìn)行軸向定位；所述上橫梁兩端與支撐梁連接處的直角連接件分別在所述水平試驗(yàn)管道的兩側(cè)抵靠在水平試驗(yàn)管道上對(duì)其進(jìn)行徑向定位。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，特征管道的內(nèi)部管壁上具有腐蝕坑或焊縫；所述腐蝕坑在特征管道的內(nèi)部管壁上均勻分布；所述焊縫為沿所述特征管道軸向均勻分布的環(huán)形焊縫。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，發(fā)球筒包括首尾相連的一直管段和一變徑段，所述直管段的管徑大于所述水平試驗(yàn)管道的管徑，所述變徑段的管徑從直管段的管徑大小漸變?yōu)樗皆囼?yàn)管道的管徑大小，且所述變徑段的底部與所述直管段的底部位于同一水平面上，該直管段形成發(fā)球筒的大端，該變徑段形成發(fā)球筒的小端，該發(fā)球筒的小端與所述第一水平管道焊接；所述收球筒的結(jié)構(gòu)與所述發(fā)球筒相同，該收球筒的小端與所述第二水平管道焊接。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，支架第一端的底平面具有一伸出部，該伸出部中的底部橫梁上固定設(shè)有一絞車下支座，所述伺服絞車放置在該絞車下支座上，該伺服絞車的輥筒轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與所述底部縱梁垂直，所述絞車下支座的上方固定連接一絞車上支座，所述絞車上支座將所述伺服絞車壓緊固定在該絞車上支座和絞車下支座之間。