[發(fā)明專利]處于水下斜坡的管道受滑坡涌浪沖擊的試驗裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010721495.2
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111879490B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉偉康;紀(jì)虹;楊克;趙書華
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華

本發(fā)明涉及管道沖擊試驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種處于水下斜坡的管道受滑坡涌浪沖擊的試驗裝置及方法，包括實驗水箱、實驗管道、壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集器、處理單元和內(nèi)部具有泥漿并能夠存儲或者傾倒出泥漿的泥漿儲藏箱，實驗管道和泥漿儲藏箱均設(shè)置在實驗水箱內(nèi)，實驗水箱的一端設(shè)置有用于控制實驗水箱另一端上升或者下降的控制機構(gòu)，并實現(xiàn)實驗水箱一端相對另一端上升或者下降，使用時，通過控制機構(gòu)調(diào)節(jié)實驗水箱傾斜角度以及實驗管道淹沒深度，通過改變實驗管道所處斜面的坡比、水深、實驗管道高度等條件從而模擬不同類型的滑坡涌浪對管道的沖擊作用，其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，并且可以通過數(shù)據(jù)采集器自動采集壓力數(shù)據(jù)，提高了科研效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及管道沖擊試驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種處于水下斜坡的管道受滑坡涌浪沖擊的試驗裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著海上油氣田開發(fā)的迅速發(fā)展，海底管道作為其重要組成部分，是油、氣外輸?shù)闹饕侄?，海底輸油、氣管道的?shù)量在不斷的增加。由于海底管道承受著各種海洋環(huán)境條件的制約，通常處于不穩(wěn)定的狀態(tài)；海底滑坡則是海底中最常見、出現(xiàn)頻率最高的地質(zhì)災(zāi)害，也是海底管道失效最重要的因素之一。我國地形復(fù)雜多樣，長距離輸油輸氣管線在鋪設(shè)的過程中不可避免地會穿越河流、湖泊等水體環(huán)境；而且我國是世界上滑坡和泥石流災(zāi)害高發(fā)的國家，大型滑坡所引起的涌浪災(zāi)害對管線的影響是非常嚴(yán)重的。為了避免災(zāi)害和降低經(jīng)濟損失，研究和預(yù)測海底滑坡的滑動過程及海底滑坡對海底管線的作用有重要意義。

在引起海底管線失穩(wěn)的原因中，海底滑坡的沖擊作用是主要的影響因素?？紤]多種復(fù)雜因素來模擬滑坡涌浪對管道的沖擊作用，掌握滑坡對管道沖擊的規(guī)律，對確保海底管線的安全運行有著重要的學(xué)術(shù)意義和工程應(yīng)用價值。目前的滑坡涌浪模型實驗裝置幾乎都是涉及滑坡涌浪對水庫庫岸、壩面的沖擊作用，但模擬滑坡涌浪對水下管道沖擊作用的相關(guān)研究較少。而且之前的研究幾乎是基于一個平行于地面的水平面作為槽底，很少有涉及到一個傾斜的槽底。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了解決在引起海底管線失穩(wěn)的原因中，海底滑坡的沖擊作用是主要的影響因素?？紤]多種復(fù)雜因素來模擬滑坡涌浪對管道的沖擊作用，掌握滑坡對管道沖擊的規(guī)律，對確保海底管線的安全運行有著重要的學(xué)術(shù)意義和工程應(yīng)用價值。目前的滑坡涌浪模型實驗裝置幾乎都是涉及滑坡涌浪對水庫庫岸、壩面的沖擊作用，但模擬滑坡涌浪對水下管道沖擊作用的相關(guān)研究較少，而且之前的研究幾乎是基于一個平行于地面的水平面作為槽底，很少有涉及到一個傾斜的槽底的問題，現(xiàn)提供了一種處于水下斜坡的管道受滑坡涌浪沖擊的試驗裝置及方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種處于水下斜坡的管道受滑坡涌浪沖擊的試驗裝置，包括實驗水箱、實驗管道、壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集器、處理單元和內(nèi)部具有泥漿并能夠存儲或者傾倒出泥漿的泥漿儲藏箱，所述實驗管道和泥漿儲藏箱均設(shè)置在實驗水箱內(nèi)，所述實驗水箱的一端設(shè)置有用于控制實驗水箱另一端上升或者下降的控制機構(gòu)，并實現(xiàn)實驗水箱一端相對另一端上升或者下降，所述實驗管道位于實驗水箱遠離控制機構(gòu)的一端，所述泥漿儲藏箱位于實驗水箱靠近控制機構(gòu)的一端，所述壓力傳感器設(shè)置在實驗管道上，所述壓力傳感器與數(shù)據(jù)采集器之間相互信號連接，所述數(shù)據(jù)采集器與處理單元之間相互信號連接。

本發(fā)明通過控制機構(gòu)控制實驗水箱的一端相對另一端上升或者下降，從而使實現(xiàn)水箱模擬斜坡的坡度，由泥漿儲藏箱將內(nèi)部的泥漿排出并模擬泥漿對實驗管道的沖擊，并由實驗管道上的壓力傳感器進行壓力檢測，壓力傳感器檢測到的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)收集器進行收集并輸送至處理器進行后期處理。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)控制機構(gòu)帶動實驗水箱的一端相對另一端上升或者下降，進一步地，所述控制機構(gòu)包括支撐座和手拉葫蘆，所述手拉葫蘆上方設(shè)置有用于固定的上掛鉤，所述上掛鉤掛在支撐座上，所述手拉葫蘆下方設(shè)置有拉升的下掛鉤，所述下掛鉤掛設(shè)在實驗水箱上。通過支撐座上設(shè)置手拉葫蘆，拉動手拉葫蘆，帶動下拉鉤上升或者下降，從而實現(xiàn)控制機構(gòu)帶動實驗水箱的一端相對另一端上升或者下降，并使實驗水箱到達所需實驗坡度要求。