[发明专利]一种用于研究盐穴库输送管道变形强度的实验装置及方法

权利要求书

1.一种用于研究盐穴库输送管道变形强度的实验装置及方法，包括储水罐(15)的两出水口接有两个水泵(13)，所述的两个水泵(13)连接在变频控制器(14)，所述变频控制器(14)控制两个水泵(13)流量输入，所述水泵(13)连接有流量计(12)，所述流量计(12)测量总体的液体流量，所述流量计(12)连接通过平衡锤安全阀(11)，所述平衡锤安全阀(11)控制流道的通断，所述液体通过固定的塔架(1)到达模拟盐穴库的上端即土层表面，所述液体通过变频控制器(14)控制两个水泵(13)的输入来控制液体从内管(4)输入或者从外管(5)输入，所述三通管装置(I)保持内管(4)与外管(5)以及应变通信线(3)的分离与稳定，所述夹持装置(6)保持外管(5)的稳定，模拟实际钻探过程中外套管的稳定作用，所述稳压装备(II)连接有平衡安全阀(9)保持灌内空气排空，所述稳压装备(II)连接有伸缩管(7)防止液体压力过大破坏管道；所述稳压装备(II)连接有内管(4)和外管(5)伸入罐体内部，所述内管(4)在密封罐(8)内长度大于外管(5)，所述平衡安全锤阀(9)装配在密封罐(8)罐体底部；所述应变片(2)密封于内管(4)外壁，所述应变片(2)连接于通信线(3)，所述通信线(3)连接在动态应变测量仪(10)。

2.根据权利1要求所述的一种用于研究盐穴库输送管道变形强度的实验装置及方法，其特征在于所述内管(4)沿线外壁均密封贴有应变片(2)，且在三通装置(I)不影响内管(4)和外管(5)的液体，直接在三通装置(I)的外壁绝缘连接接通信线。

3.根据权利1要求所述的一种用于研究盐穴库输送管道变形强度的实验装置及方法，其特征在于所述外管(5)在罐外均有等间距的管夹持装置(6)，稳定外管(5)的管壁压力。

4.根据权利1要求所述的一种用于研究盐穴库输送管道变形强度的实验装置及方法，其特征在于所述稳压装置(II)在模拟盐穴库入口处装有特制的伸缩管，可以防止容器压力变化膨胀或者收缩导致外管(5)和内管(4)破坏。

5.根据权利4要求所述的稳压装置(II)装有排气作用的平衡安全锤阀。

6.根据权利1要求所述的一种用于研究盐穴库输送管道变形强度的实验装置及方法，其特征在于所述进出水装置(III)，出水口即可以作为进水口，进水口也可以作为出水口，内管(4)的伸出长度要长于外管(5)，可以有效避免压力过大，破坏管壁。

7.根据权利1要求所述的一种用于研究盐穴库输送管道变形强度的实验装置及方法，其特征在于所述罐体(8)底部设置出水口(9)，在实验完毕时可以释放出罐内液体。

8.根据权利1要求所述的一种用于研究盐穴库输送管道变形强度的实验装置及方法，其特征在于所述应变通信线(3)外壁均包有热缩管，防止拉扯产生不良影响，在热缩管外包有PVC阻燃管，动态应变测量仪(10)实时监测管壁应变变化。

9.根据权利1要求所述的一种用于研究盐穴库输送管道变形强度的实验装置及方法，其特征在于所述变频控制器(14)控制水泵(13)的流量大小，但不仅限于用变频控制器(14)控制水泵(13)流量大小,水泵(13)从储水罐(15)取水，储水罐(15)连接有蓄水池(16)供水。在水泵(13)后端均装有应急平衡安全阀(11)。

10.根据权利要求1～11中任意一项所述的装置进行盐穴库输送管道变形强度实验方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、试验前，检查各接口螺钉是否拧紧，将平衡安全阀全部打开，变频控制器(14)控制水泵(13)进行预流通试验，观察管道情况，通过动态应变测量仪(10)观察每个应变片(2)是否反馈信号；

S2、试验前测试无误后，关闭平衡锤安全阀(9)，保持装置(II)安全阀以及平衡锤安全阀(11)打开状态，检查夹持装置(6)是否夹紧；

S3、变频控制器(14)控制内外管的水泵(13)同时工作，向模拟试验库密封罐(8)内输送流体，通过装置(2)观察罐内液体的盈满状态，待水充满密封罐后，水泵(13)停止工作，关掉装置(II)的安全阀；

S4、变频控制器(14)控制一个水泵(13)开始通过内管(4)向密封罐(8)输入液体，控制好水泵(13)的输入量，观察并记录动态应变测量仪(10)的应变变化情况；

S5、与步骤S4相对应的，变频控制器(14)控制另外一个水泵(13)开始通过外管(5)向密封罐(8)输入液体，控制好水泵(13)的输入量，观察并记录动态应变测量仪(10)的应变变化情况；

S6、统计动态应变测量仪(10)的应变变化数据，检查内管(4)变形情况，实验结束，关闭应急平衡安全阀(11)，打开装置(II)内的泄压阀，再打开密封罐(8)下部的平衡锤安全阀(9)将密封罐内液体排空；

S7、液体排空后，关闭所有阀门，整理仪器器材，打扫实验室；

S8、将应变变换数据统计完毕后，应用仿真软件进行分析得出仿真结果，与实验结果内管(4)的变形情况进行对比，验证实验的准确性。