[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

说明书

本发明公开了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1‑台架、2‑应变片、3‑应变通信线、4‑内管、5‑外管、6‑夹持管装置、7‑伸缩管、8‑密封罐、9‑平衡锤安全阀、10‑动态应变测量仪、11‑平衡锤安全阀、12‑流量计、13‑水泵、14‑变频控制器、15‑储水罐，本发明的有益效果是：该装置新颖、结构紧凑、采集数据准确，设计结构巧妙，操作方便，模拟盐穴库液体输送过程中管道的变形情况，并利用动态应变测量仪实时监测管道应变变化情况。

技术领域

本发明涉及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，具体为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，属于力学技术领域。

背景技术

在对盐穴库的开采过程中，由于管道与流体的耦合作用，加上造腔管道自身的特殊力学结构，导致造腔管道的动力特性较为复杂，在受限的空间内会发生水锤、动力失稳和自激振动等一些力学响应现象。当流体流进管道时会引起管道振动及变形，导致造腔管道发生疲劳损伤，或者导致造腔管道的强度和稳定性降低，并最终有可能引起造腔管道的破坏，因而有必要对盐穴库液体输送管道变形强度进行研究，进而为实际造腔管道建造提供理论依据。

发明内容

本发明的目的是：提供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，实现模拟盐穴库液体输送管道的振荡情况，造成管道变形，为研究盐穴库液体输送管道变形提供实验工具。

本发明采用的技术方案是：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，包括储水罐的两出水口接有两个水泵，所述的两个水泵连接在变频控制器，所述变频控制器控制两个水泵流量输入，所述水泵连接有流量计，所述流量计测量总体的液体流量，所述流量计连接通过平衡锤安全阀，所述平衡锤安全阀控制流道的通断，所述液体通过固定的塔架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控制两个水泵的输入来控制液体从内管输入或者从外管输入，所述三通管装置保持内管与外管以及应变通信线的分离与稳定，所述夹持装置保持外管的稳定，模拟实际钻探过程中外套管的稳定作用，所述稳压装备连接有平衡安全阀保持灌内空气排空，所述稳压装备连接有伸缩管防止液体压力过大破坏管道。所述稳压装备连接有内管和外管伸入罐体内部，所述内管在密封罐内长度大于外管，所述平衡安全锤阀装配在密封罐罐体底部。所述应变片密封于内管外壁，所述应变片连接于通信线，所述通信线连接在动态应变测量仪。

所述内管沿线外壁均密封贴有应变片，且在三通装置不影响内管和外管的液体，直接在三通装置的外壁绝缘连接接通信线。

所述外管在罐外均有等间距的管夹持装置，稳定外管的管壁压力。

所述稳压装置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和内管破坏。

所述的稳压装置(II)装有排气作用的平衡安全锤阀。

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，内管的伸出长度要长于外管，可以有效避免压力过大，破坏管壁。

所述罐体底部设置出水口，在实验完毕时可以释放出罐内液体。

所述应变通信线外壁均包有热缩管，防止拉扯产生不良影响，在热缩管外包有PVC阻燃管，动态应变测量仪实时监测管壁应变变化。

所述变频控制器控制水泵的流量大小，但不仅限于用变频控制器控制水泵流量大小。

所述水泵后端均装有应急平衡安全阀。

所述水泵从储水罐取水，储水罐连接有蓄水池供水。

如图1所示的装置，进行提供一种研究盐穴库输送管道变形强度的实验方法，其特征在于：它包括以下步骤：