[发明专利]起伏管道试压排水试验装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新建油气管道试压排水领域的试验装置，用于模拟地形起伏地区新建油气管道试压结束后的排水过程，具体而言，涉及一种起伏管道试压排水试验装置和方法。

背景技术

对于新建油气管道，试压操作是管道工程施工的一个重要工序，也是工程竣工投产前对管道进行安全检查的重要手段，它可以及时发现管道存在的缺陷，检验管道的质量，以便及早采取措施，排除管线中的隐患。按照施工要求，在试压完成之后需要将管道内的试压水排出。试压过程中给出了油气管道试压的具体操作标准，然而对于试压之后管道内积水的排放操作未做具体规定，实际工程中一般是利用压缩空气推动清管器将管道内的试压水推至管口排出。

然而按照工程惯例，对于存在地形起伏的新建管道，在试压结束后启动压缩机推动清管器排出管道内试压水的过程中，由于清管器在起伏管道内高速运动，因而发生了管道超压现象，并导致了管道末端发生爆裂，即使没有发生爆管，也存在安全隐患。

目前，国内外尚无起伏管道试压排水爆管机理这方面的系统研究，也没有研究起伏管道试压排水爆管的方法和试验装置。

发明内容

本发明提供一种起伏管道试压排水试验装置和方法，以解决起伏管道试压排水爆管机理没有可供研究的模型和方法的问题。本发明的目的在于提供一种起伏管道注气推球排水试验装置，在可视条件下，观测不同压力、流量、液体含气量、排水管径下注气推球排水时清管器运行、流体流动的状态并准确测量试验管道内的最大瞬时压力，进而对超压爆管机理进行研究。

为此，本发明提出一种起伏管道试压排水试验装置，所述起伏管道试压排水试验装置包括：试验管道系统、与所述试验管道系统连接的供气系统和供水系统、以及对所述试验管道系统进行测量和数据采集的测量与数据采集系统；

试验管道系统包括由有机玻璃制成的透明的起伏管道和连接透明的起伏管道的收球和发球装置，所述发球和收球装置用于发送和接收在透明的起伏管道内移动以进行排水试验的清管器；

供气系统，连接收球和发球装置，所述供气系统包括空压机，在排水时为运移在透明的起伏管道内的清管器提供运移的动力；

供水系统，用于将透明的起伏管道内充满水；

测量与数据采集系统包括：设置在透明的起伏管道上的压力传感器、液体流量计和设置在透明的起伏管道外的激光检测器和/或高速摄像机以显示并记录排水过程中的包括清管器在透明的起伏管道内移动的时间、速度以及透明的起伏管道内的压力、流量等气液流动参数值。

进一步地，所述起伏管道试压排水试验装置还包括：回水系统，用于将所述透明的起伏管道内的水循环输送至所述供水系统，所述起伏管道试压排水试验装置还包括：不锈钢管制成的起伏管道，不锈钢管制成的起伏管道与有机玻璃制成的透明的起伏管道的形状和结构相同，不锈钢管制成的起伏管道用于在使用有机玻璃制成的透明的起伏管道前预先测试试验管道系统内的压力。

进一步地，所述透明的起伏管道包括依次连接的水平下倾段、上倾段、高点下倾段及水平段，长度分别为6.8m、6.8m、8.3m和2m，所述水平下倾段从所述透明的起伏管道的进口向下倾斜至最低点，所述上倾段从最低点向上倾斜至最高点，所述高点下倾段从最高点向下倾斜与水平段连接，所述水平段与所述起伏管道的出口水平连接，所述透明的起伏管道的最高点和最低点的高差达到7.5m，所述水平下倾段与水平方向夹角为115度，所述水平下倾段与所述上倾段的夹角为30度，所述上倾段与所述高点下倾段的夹角为60度，所述高点下倾段与水平段的夹角为135度。

进一步地，所述透明的起伏管道的进口、出口、最高点及最低点分别设有压力传感器，用于采集清管过程中所述透明的起伏管道的流体的瞬时压力。

进一步地，所述收球和发球装置包括：发球筒和发球阀门、收球筒和收球阀门，所述透明的起伏管道串联在发球筒的出口端和收球筒的入口端之间，所述收球筒的出口端并联有多个不同口径的排水管，所述收球筒的出口端设有电磁流量计，用于检测排水流量，以检测排水管口径对所述透明的起伏管道的瞬时压力的影响。

进一步地，所述透明的起伏管道的最高点设有进气阀，在向所述透明的起伏管道内注水时开启所述进气阀排出最高点处积存的气体，在注水结束后开启所述进气阀调节进入所述透明起伏管道的气体的含量，所述透明起伏管道的最低点设有排水阀，用于试验结束后排净所述透明起伏管道内积存的液体。

进一步地，所述收球和发球装置设有进气口与供气管道相连，设有进水口与供水管道相连，设有放空口用于排放所述透明的起伏管道内的有压气体，设有排污口用于装入清管器之前将发球筒内的水排放。