[發(fā)明專利]一種水平RTP管道摩阻測試實驗系統(tǒng)與方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910799285.2
• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN110441229A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 池坤;朱國承;霍富永;杜鑫;龐永莉;潘峰;田鵬;孫彥虎;解智堂
• 申請（專利權）人: 西安長慶科技工程有限責任公司
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 王衛(wèi)

本發(fā)明屬于水平非金屬管道沿程摩阻的測量技術領域，具體涉及一種水平RTP管道摩阻測試實驗系統(tǒng)與方法。本發(fā)明通過水平設置的實驗環(huán)道、與實驗環(huán)道兩端連接的動力與計量單元和與計量單元電信號連接的數(shù)據(jù)采集單元組合而成了水平RTP管道摩阻測試實驗系統(tǒng)。本發(fā)明通過對管內液體流速進行控制，使管內液體處于不同流態(tài)，進行水平RTP管道壓降測定，從而得出水及兩種原油分別在不同管徑的RTP管道、不銹鋼管以及三種材質的RTP管道中的摩阻損失。

技術領域

本發(fā)明屬于水平非金屬管道沿程摩阻的測量技術領域，具體涉及一種水平RTP管道摩阻測試實驗系統(tǒng)與方法。

背景技術

現(xiàn)今的石油產(chǎn)業(yè)鏈中，輸油管道起著連接、運輸?shù)戎匾饔茫瑢艿啦馁|的要求也日益提高。由于管道運輸過程存在能量消耗，因此要求管道內壁面的粗糙度盡可能的小以減小磨阻；其次，大部分原油含硫與CO₂等腐蝕性物質，因此要求管道內壁應具有極好的抗腐蝕性能；另外，傳統(tǒng)使用的鋼制管道的可焊性能和結構穩(wěn)定性較低，這便需要開發(fā)新型的管輸管道。非金屬管道的抗腐蝕能力強、彎曲性能優(yōu)異、保養(yǎng)維護簡易并且泄漏檢測方便，因此被廣泛應用于原油輸送中并逐漸有代替鋼制管道的趨勢。另外，非金屬輸油管道單根管線較長，大大減少了彎頭使用量和焊接量，這也使得鋪設的速度遠遠高于傳統(tǒng)的金屬管線。RTP管(增強熱塑性管道)是一種高壓塑料復合管材，具有強度高、施工和連接方便、質量輕且無需防腐等優(yōu)點，可用于中等管徑和中、高壓力油氣輸送管道工程。

工程中常用莫迪圖表示沿程阻力系數(shù)與管道內壁相對粗糙度、雷諾數(shù)之間的函數(shù)關系。但莫迪圖中，粗糙度沒有完全包含工程上所有非金屬管道的粗糙度。如果設計計算過程中采用的摩阻系數(shù)不合理，計算結果會與實際有明顯偏差。因此，需要對非金屬管道的沿程摩阻進行準確測量及研究，給工程計算提供指導。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種水平RTP管道摩阻測試實驗系統(tǒng)與方法，目的在于提供一種能夠完成對非金屬管道沿程摩阻的準確測量的系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種水平RTP管道摩阻測試實驗系統(tǒng)，包括：

實驗環(huán)道，實驗環(huán)道水平設置；

動力與計量單元，動力與計量單元連接在實驗環(huán)道兩端；

數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)采集單元和動力與計量單元之間電信號連接。

所述的實驗環(huán)道為U形結構，U形的圓弧段內徑為0.4m；所述U形結構的實驗環(huán)道分為不銹鋼管道或RTP管道。

所述的不銹鋼管道的內徑25mm，長9m。

所述的RTP管道分別選擇100GW、4731B、3711三種不同材質；所述的100GW材質的RTP管道包括三種內徑型號分別為：40mm、20mm和25mm。每種內徑型號的RTP管道長度均為9m。

所述的動力與計量單元包括混合攪拌罐、螺桿泵、泵出口壓力表、質量流量計、溫度傳感器和差壓傳感器；所述螺桿泵的輸入端與混合攪拌罐的輸出端連接，螺桿泵的輸出端與質量流量計的輸入端連接，質量流量計的輸出端與實驗環(huán)道的輸入端連接；泵出口壓力表連接在螺桿泵與質量流量計連接的管路上；所述的溫度傳感器連接在實驗環(huán)道的輸入端管路上；所述的差壓傳感器的輸入端連接在質量流量計和溫度傳感器之間，差壓傳感器的輸出端與實驗環(huán)道的輸出端連接。

所述的螺桿泵為單螺桿泵，螺桿泵還匹配連接有變頻器。

還包括第一球閥、第二球閥、第三球閥、第四球閥和第五球閥；所述的第一球閥連接在混合攪拌罐和泵出口壓力表輸出端之間；所述第二球閥連接在混合攪拌罐和螺桿泵輸入端之間；所述第三球閥連接在混合攪拌罐和實驗環(huán)道的輸出端之間；所述第四球閥連接在第二球閥和第三球閥之間；所述第五球閥連接在泵出口壓力表和質量流量計之間。