專利名稱：一種在役管道沉降模擬測(cè)試方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種在役管道沉降模擬測(cè)試方法和裝置。涉及管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
管道承壓能力測(cè)試是評(píng)價(jià)管道完整性狀況的重要方法之一，測(cè)試結(jié)果可為管道管理者的決策提供依據(jù)和參考。埋地在役管道除了承受內(nèi)壓之外，還受到由于土壤移動(dòng)、沉降和擠壓抬升等產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。目前管道承壓能力測(cè)試以單純靜水壓試驗(yàn)或壓力波動(dòng)試驗(yàn)為主，而埋地管道除了承受內(nèi)壓之外，還承受由于土壤移動(dòng)、沉降等產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力?，F(xiàn)有測(cè)試方法和裝置無法整體衡量管道在復(fù)雜受力情況下的力學(xué)行為。如何準(zhǔn)確模擬在役管道的受力狀況，為修正完整性評(píng)價(jià)方法提供測(cè)試數(shù)據(jù)，是管道管理者和科研人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種模擬含缺陷管道真實(shí)受力情況、改進(jìn)管道完整性評(píng)價(jià)結(jié)果精確性的在役管道沉降模擬測(cè)試方法和裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過掛載標(biāo)稱重物的方式使管道產(chǎn)生彎曲變形，模擬含缺陷管道真實(shí)受力情況，從而判定管道實(shí)際承壓能力，解決在內(nèi)壓和外載荷同時(shí)作用下管道承壓能力測(cè)試的加載問題。通過發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種在役管道沉降模擬測(cè)試方法和裝置，從管道跨距中點(diǎn)的標(biāo)尺觀察管道下沉量，模擬含缺陷管道真實(shí)受力情況，從而判定管道實(shí)際承壓能力，然后通過打壓泵向管道施加內(nèi)部壓力，測(cè)試管道在內(nèi)壓和彎曲載荷共同作用下的承壓能力。本發(fā)明的測(cè)試方法為先在管道上方預(yù)定位置加掛標(biāo)稱重物，從管道跨距中點(diǎn)的標(biāo)尺觀察管道下沉量；然后通過打壓泵向管道施加內(nèi)部壓力，測(cè)試管道在內(nèi)壓和彎曲載荷共同作用下的承壓能力。測(cè)試方法將測(cè)試管道2吊裝至支撐架4上，根據(jù)測(cè)試管道2的直徑調(diào)節(jié)支撐架4的大小并進(jìn)行固定；在測(cè)試管道2上方預(yù)定位置加掛標(biāo)稱重物3，從測(cè)試管道2跨距中點(diǎn)的標(biāo)尺觀察管道下沉量；然后通過打壓泵向測(cè)試管道2施加內(nèi)部壓力，測(cè)試管道2在內(nèi)壓和彎曲載荷共同作用下的承壓能力。具體步驟為I)兩端支撐架4的高度為I. 2-1. 5m，支撐架4隨著測(cè)試管道2彎曲時(shí)繞軸旋轉(zhuǎn)，保證測(cè)試管道2在變形過程中始終與支撐架4保持面接觸，避免測(cè)試管道2與支撐架4接觸位置發(fā)生擠壓變形；2)測(cè)試管道2總長(zhǎng)度為12m-32m，兩支撐架4之間跨距10m_30m，兩端各延伸出0. 5m-lm，確保測(cè)試管道2在沉降過程中兩端有變形安全余量，根據(jù)實(shí)際情況可調(diào)整延伸量;3)外部載荷加載方式為在測(cè)試管道2上方加掛標(biāo)稱重物3，根據(jù)試驗(yàn)需要可選擇集中加載或均布加載；4)全自動(dòng)打壓泵，通過焊接在測(cè)試管道2上的注水口 I向測(cè)試管道2注水，施加內(nèi)部壓力。本發(fā)明在役埋地管道由于沉降發(fā)生彎曲變形，沉降區(qū)域之間的管道可等效于一段薄壁管道梁?；诖嗽?，設(shè)計(jì)合適的支撐和加載方式，模擬真實(shí)管道的沉降。模擬裝置主要由四部分組成支撐架4、標(biāo)稱重物3、下沉計(jì)量尺、注水口 I及全自動(dòng)打壓泵。將兩端封閉且在一端有注水口 I、另一端有排氣閥的測(cè)試管道2由兩支撐架4在兩端支撐，在測(cè)試管道2的中部懸掛標(biāo)稱重物3 ;全自動(dòng)打壓泵與注水口 I連接，下沉計(jì)量尺置于測(cè)試管道2的中部下沿。所述支撐架4的結(jié)構(gòu)見圖2和圖3，它是上部為弧形板，下部為矩形板，由鉸鏈連接 的兩段矩形柱的兩端各與弧形板和矩形板固連；其中弧形板內(nèi)弧面的直徑與測(cè)試管道2的外徑相等。本發(fā)明通過掛載標(biāo)稱重物3的方式使測(cè)試管道2產(chǎn)生彎曲變形，解決了在內(nèi)壓和外載荷同時(shí)作用下管道承壓能力測(cè)試的加載問題，為建立基于應(yīng)變的完整性評(píng)價(jià)提供了測(cè)試方法，提高了評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。本發(fā)明可以進(jìn)行全尺寸管道沉降模擬，并且可以測(cè)試不同管徑和長(zhǎng)度的管道沉降變形。我國(guó)對(duì)于管道的檢測(cè)與評(píng)價(jià)需求越來越高，采用本發(fā)明可有效驗(yàn)證評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性，具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖I在役管道沉降模擬測(cè)試示意2支撐架正視3支撐架側(cè)視圖其中I-注水口 2-測(cè)試管道3-標(biāo)稱重物4-支撐架
具體實(shí)施例方式實(shí)施例.本例是一試驗(yàn)方法和裝置，其構(gòu)成如圖1-3所示。模擬裝置主要由支撐架4、標(biāo)稱重物3、下沉計(jì)量尺、注水口 I及全自動(dòng)打壓泵四部分組成；將兩端封閉且在一端有注水I、另一端有排氣閥的測(cè)試管道2由兩支撐架4在兩端支撐，在測(cè)試管道2的中部懸掛標(biāo)稱重物3 ;全自動(dòng)打壓泵與注水口 I連接，下沉計(jì)量尺置于測(cè)試管道2的中部下沿。測(cè)試方法將測(cè)試管道2吊裝至支撐架4上，根據(jù)測(cè)試管道2的直徑調(diào)節(jié)支撐架4的大小并進(jìn)行固定；在測(cè)試管道2上方預(yù)定位置加掛標(biāo)稱重物3，從測(cè)試管道2跨距中點(diǎn)的標(biāo)尺觀察管道下沉量；然后通過打壓泵向測(cè)試管道2施加內(nèi)部壓力，測(cè)試管道2在內(nèi)壓和彎曲載荷共同作用下的承壓能力。具體步驟為I)兩端支撐架4高度I. 5m，支撐架4隨著測(cè)試管道2彎曲時(shí)繞軸旋轉(zhuǎn)，保證測(cè)試管道2在變形過程中始終與支撐架4保持面接觸，避免測(cè)試管道2與支撐架4接觸位置發(fā)生擠壓變形；2)測(cè)試管道2總長(zhǎng)度為32m，兩支撐架4之間跨距30m，兩端各延伸出lm，確保測(cè)試管道2在沉降過程中兩端有變形安全余量，根據(jù)實(shí)際情況可調(diào)整延伸量；3)外部載荷加載方式為在測(cè)試管道2上方加掛標(biāo)稱重物3，根據(jù)試驗(yàn)需要可選擇集中加載或均布加載。4)全自動(dòng)打壓泵，通過焊接在試驗(yàn)管道上的注水口向測(cè)試管道2注水，施加內(nèi)部壓力。
本例經(jīng)多次試驗(yàn)，測(cè)試裝置簡(jiǎn)單，測(cè)試方法簡(jiǎn)便，模擬了含缺陷管道真實(shí)受力情況，改進(jìn)了管道完整性評(píng)價(jià)結(jié)果精確性。
權(quán)利要求
1.一種在役管道沉降模擬測(cè)試方法，其特征是將測(cè)試管道(2)吊裝至兩支撐架(4)上，根據(jù)測(cè)試管道(2)的直徑調(diào)節(jié)支撐架(4)的大小并進(jìn)行固定；在測(cè)試管道(2)上方預(yù)定位置加掛標(biāo)稱重物(3)，從測(cè)試管道(2)跨距中點(diǎn)的標(biāo)尺觀察管道下沉量；然后通過打壓泵向測(cè)試管道(2)施加內(nèi)部壓力，測(cè)試管道(2)在內(nèi)壓和彎曲載荷共同作用下的承壓能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種在役管道沉降模擬測(cè)試方法，其特征是具體步驟為 1)兩端支撐架(4)的高度I.2-1. 5m，支撐隨著管道彎曲時(shí)繞軸旋轉(zhuǎn)，保證測(cè)試管道(2)在變形過程中始終與支撐架(4)保持面接觸，避免測(cè)試管道(2)與支撐架(4)接觸位置發(fā)生擠壓變形； 2)測(cè)試管道⑵總長(zhǎng)度為12m-32m，兩支撐架⑷之間跨距10m_30m，兩端各延伸出0.5m-lm，確保測(cè)試管道(2)在沉降過程中兩端有變形安全余量，根據(jù)實(shí)際情況可調(diào)整延伸量; 3)外部載荷加載方式為在測(cè)試管道(2)上方加掛標(biāo)稱重物(3)，根據(jù)試驗(yàn)需要可選擇集中加載或均布加載； 4)全自動(dòng)打壓泵，通過焊接在測(cè)試管道⑵上的注水口⑴向測(cè)試管道⑵注水，施加內(nèi)部壓力。
3.一種使用權(quán)利要求I所述方法的在役管道沉降模擬測(cè)試裝置，其特征是它主要由四部分組成支撐架(4)、標(biāo)稱重物(3)、下沉計(jì)量尺、注水口(I)及全自動(dòng)打壓泵； 將兩端封閉且在一端有注水口(I)、另一端有排氣閥的測(cè)試管道(2)由兩支撐架(4)在兩端支撐，在測(cè)試管道(2)的中部懸掛標(biāo)稱重物(3);全自動(dòng)打壓泵與注水口(I)連接，下沉計(jì)量尺置于測(cè)試管道(2)的中部下沿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種在役管道沉降模擬測(cè)試裝置，其特征是所述支撐架(4)的結(jié)構(gòu)是上部為弧形板，下部為矩形板，由鉸鏈連接的兩段矩形柱的兩端各與弧形板和矩形板固連；其中弧形板內(nèi)弧面的直徑與測(cè)試管道(2)的外徑相等。
全文摘要
本發(fā)明是一種在役管道沉降模擬測(cè)試方法和裝置。涉及管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。它是將測(cè)試管道(2)吊裝至兩支撐架(4)上，根據(jù)測(cè)試管道(2)的直徑調(diào)節(jié)支撐架(4)的大小并進(jìn)行固定；在測(cè)試管道(2)上方預(yù)定位置加掛標(biāo)稱重物(3)，從測(cè)試管道(2)跨距中點(diǎn)的標(biāo)尺觀察管道下沉量；然后通過打壓泵向測(cè)試管道(2)施加內(nèi)部壓力，測(cè)試管道(2)在內(nèi)壓和彎曲載荷共同作用下的承壓能力。本發(fā)明能模擬含缺陷管道真實(shí)受力情況，改進(jìn)管道完整性評(píng)價(jià)結(jié)果精確性。
文檔編號(hào)G01N3/02GK102778395SQ20111012468
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者馮慶善, 周利劍, 宋漢成, 張海亮, 李榮光, 燕冰川, 王學(xué)力, 王富祥, 陳健 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司