[發明專利]一種用于研究鹽穴庫輸送管道變形強度的實驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201910023786.1
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109540496B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 毛良杰;馬學濤;林清寬;劉清友;王國榮;周守為
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01B21/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于研究鹽穴庫輸送管道變形強度的實驗裝置及方法，包括1?臺架、2?應變片、3?應變通信線、4?內管、5?外管、6?夾持管裝置、7?伸縮管、8?密封罐、9?平衡錘安全閥、10?動態應變測量儀、11?平衡錘安全閥、12?流量計、13?水泵、14?變頻控制器、15?儲水罐，本發明的有益效果是：該裝置新穎、結構緊湊、采集數據準確，設計結構巧妙，操作方便，模擬鹽穴庫液體輸送過程中管道的變形情況，并利用動態應變測量儀實時監測管道應變變化情況。

技術領域

本發明涉及一種用于研究鹽穴庫輸送管道變形強度的實驗裝置及方法，具體為一種用于研究鹽穴庫輸送管道變形強度的實驗裝置及方法，屬于力學技術領域。

背景技術

在對鹽穴庫的開采過程中，由于管道與流體的耦合作用，加上造腔管道自身的特殊力學結構，導致造腔管道的動力特性較為復雜，在受限的空間內會發生水錘、動力失穩和自激振動等一些力學響應現象。當流體流進管道時會引起管道振動及變形，導致造腔管道發生疲勞損傷，或者導致造腔管道的強度和穩定性降低，并最終有可能引起造腔管道的破壞，因而有必要對鹽穴庫液體輸送管道變形強度進行研究，進而為實際造腔管道建造提供理論依據。

發明內容

本發明的目的是：提供一種用于研究鹽穴庫輸送管道變形強度的實驗裝置及方法，實現模擬鹽穴庫液體輸送管道的振蕩情況，造成管道變形，為研究鹽穴庫液體輸送管道變形提供實驗工具。

本發明采用的技術方案是：一種用于研究鹽穴庫輸送管道變形強度的實驗裝置及方法，包括儲水罐的兩出水口接有兩個水泵，所述的兩個水泵連接在變頻控制器，所述變頻控制器控制兩個水泵流量輸入，所述水泵連接有流量計，所述流量計測量總體的液體流量，所述流量計連接通過平衡錘安全閥，所述平衡錘安全閥控制流道的通斷，所述液體通過固定的塔架到達模擬鹽穴庫的上端即土層表面，所述液體通過變頻控制器控制兩個水泵的輸入來控制液體從內管輸入或者從外管輸入，所述三通管裝置保持內管與外管以及應變通信線的分離與穩定，所述夾持裝置保持外管的穩定，模擬實際鉆探過程中外套管的穩定作用，所述穩壓裝備連接有平衡安全閥保持灌內空氣排空，所述穩壓裝備連接有伸縮管防止液體壓力過大破壞管道。所述穩壓裝備連接有內管和外管伸入罐體內部，所述內管在密封罐內長度大于外管，所述平衡安全錘閥裝配在密封罐罐體底部。所述應變片密封于內管外壁，所述應變片連接于通信線，所述通信線連接在動態應變測量儀。

所述內管沿線外壁均密封貼有應變片，且在三通裝置不影響內管和外管的液體，直接在三通裝置的外壁絕緣連接接通信線。

所述外管在罐外均有等間距的管夾持裝置，穩定外管的管壁壓力。

所述穩壓裝置在模擬鹽穴庫入口處裝有特制的伸縮管，可以防止容器壓力變化膨脹或者收縮導致外管和內管破壞。

所述的穩壓裝置(II)裝有排氣作用的平衡安全錘閥。

所述進出水裝置(III)，出水口即可以作為進水口，進水口也可以作為出水口，內管的伸出長度要長于外管，可以有效避免壓力過大，破壞管壁。

所述罐體底部設置出水口，在實驗完畢時可以釋放出罐內液體。

所述應變通信線外壁均包有熱縮管，防止拉扯產生不良影響，在熱縮管外包有PVC阻燃管，動態應變測量儀實時監測管壁應變變化。

所述變頻控制器控制水泵的流量大小，但不僅限于用變頻控制器控制水泵流量大小。

所述水泵后端均裝有應急平衡安全閥。

所述水泵從儲水罐取水，儲水罐連接有蓄水池供水。

如圖1所示的裝置，進行提供一種研究鹽穴庫輸送管道變形強度的實驗方法，其特征在于：它包括以下步驟：