[發明專利]一種管束流固耦合動力學振動試驗裝置

在審

• 申請號: 202011051565.4
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112067543A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 楊越超;梁光川
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00;G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 成都天匯致遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51264
• 代理人: 韓曉銀

一種管束流固耦合動力學振動試驗裝置，包括試驗管道和支撐柱，試驗管道由模擬直管和模擬彎管組成，支撐柱分別設置在模擬直管和模擬彎管下方，增壓泵連接儲存水箱和試驗管道以輸送試驗流體，試驗管道上還設置有熱電偶、應變片、壓力表、流量表、引伸計分別對在試驗流體作用下的試驗管道的溫度、流量、壓力進行測定，從而確定管道的振動力學特性；相比于現有裝置，增壓泵與模擬直管之間使用連接軟管連接，可有效隔絕振動傳遞，其應用范圍廣泛，儲存水箱與收集水箱之間設有連接管道和循環泵，可以將實驗后的處于終點液體直接通過管路轉移至實驗開始時的起點，操作簡便快捷。

技術領域

本發明涉及管束流固耦合動力學實驗設備技術領域，具體涉及一種管束流固耦合動力學振動試驗裝置。

背景技術

放噴管線是井控管匯的重要組成部分，在現場放噴作業時，需要有控制地將高壓泥漿、油氣流通過放噴管線引導至放噴池、燃燒器中，放噴過程中流體高速流動會對管線產生巨大的沖擊力，容易造成放噴管線劇烈振動和擺動，甚至導致設備傷人、井噴失控等事故，因此需要研究放噴過程中管線振動問題，即放噴過程中的流固耦合動力學振動。

目前已經有相關實驗裝置，如中國申請專利CN201320544155.2公開了一種用于測試熱流固耦合管道力學特性的裝置，但該裝置還存在一些缺陷：首先，其未考慮泵本振動傳遞至實驗管束上對實驗管束振動產生的影響，其測定數值不夠準確；其次，該裝置只考察了豎直管體的振動情況，未考慮彎曲管體部分所具有的振動狀況，研究對象過于單一；最后，恒溫水箱與排水水箱之間未設置連接管線，無法做到實驗水體的直接轉移，操作較復雜。

發明內容

鑒于此，本發明目的在于提供一種管束流固耦合動力學振動試驗裝置，以解決現有技術中存在的相關問題。

本發明提供的技術方案是，提供一種管束流固耦合動力學振動試驗裝置，包括試驗管道和支撐柱，所述試驗管道由模擬直管和模擬彎管組成，所述模擬直管一端經連接軟管與增壓泵相連，另一端經連接軟管與模擬彎管相連，所述模擬彎管上不與連接軟管相連的一端伸入收集水箱中；所述支撐柱分別設置在模擬直管和模擬彎管下方；所述增壓泵下方設置有儲存水箱，增壓泵的進液管道伸入儲存水箱中；所述模擬直管和所述模擬彎管靠近兩端管體上均設置有熱電偶，所述熱電偶與外部設置的測溫儀電連接；模擬直管管體上環繞設置有應變片，模擬彎管管體彎頭處環繞設置有應變片，所述應變片均與外部設置計算機電連接；所述模擬直管管體上還設置有引伸計，所述引伸計與外部設置計算機電連接。

進一步的，所述儲存水箱與所述收集水箱管路連接，其連接管路上還設置有循環泵。

進一步的，所述儲存水箱與所述收集水箱之間的連接管路、所述模擬直管、所述模擬彎管上均設置有液體閥門。

進一步的，所述模擬直管上還分別設置有流量表和壓力表。

進一步的，所述模擬彎管上設置有壓力表。

進一步的，所述模擬直管外壁上吊設有可調配重。

與現有技術相比，上述技術方案具有如下優點：

1、增壓泵與模擬直管之間使用連接軟管連接，可有效隔絕振動傳遞，確保模擬直管在測試時不受增壓泵本身產生的振動影響，提高了試驗的準確性。

2、試驗管道中加入了帶有彎曲部分的模擬彎管，并使模擬彎管與模擬直管通過連接軟管相連，使得試驗裝置能夠在不受模擬直管影響的情況下，對模擬彎管的振動情況進行研究，具有更大的應用范圍。

3、儲存水箱與收集水箱之間設有連接管道和循環泵，可以將實驗后的處于終點液體直接通過管路轉移至實驗開始時的起點，操作簡便快捷。

附圖說明