发明名称 一种埋地输油管道泄漏特性实验方法
摘要 一种埋地输油管道泄漏特性实验方法,属于埋地输油管道泄漏特性研究领域。该方法所用埋地输油管道泄漏特性实验系统可研究直管、弯头、三通、法兰及阀门的泄漏特性。对于直管、弯头及三通,该实验系统研究的是孔口泄漏特性;对于法兰,该实验系统研究的是螺栓预紧力不足时法兰的泄漏特性;对于阀门,该实验系统研究的是阀门内漏特性。该系统由法兰连接而成,便于装拆,可研究多种部位(直管、弯头、三通、法兰、阀门)的泄漏特性,可广泛应用于高校、科研院所的实验室研究及相关企业的前期研究中。
申请公布号 CN103453322B 申请公布日期 2016.12.28
申请号 CN201310374209.X 申请日期 2013.08.24
申请人 北京工业大学 发明人 王新华;胡东;王力伟;唐兴华;王;郭真真
分类号 F17D5/02(2006.01)I 主分类号 F17D5/02(2006.01)I
代理机构 北京思海天达知识产权代理有限公司 11203 代理人 刘萍
主权项 一种埋地输油管道泄漏特性实验方法,其特征在于:应用埋地输油管道泄漏特性实验系统研究直管的泄漏特性,其结构包括水箱(1)、水泵吸水管(2)、水泵(3)、进水口塑料管(4)、进水管接头(5)、进水管(6)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)、出水管接头(11)、出水口塑料管(12)、扣(13)、直管(14)、压力表Ⅰ(15)、压力表Ⅱ(16)、泄漏口出水塑料管(24)、泄漏口出水管接头(25)、泄漏口出水管(26)、泄漏口质量流量计(27)、顶压弯头(28);水箱(1)、水泵(3)、进水管(6)、直管(14)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)、水箱(1)依次连接,形成实验系统主回路;水箱(1)、水泵(3)、进水管(6)、直管(14)、顶压弯头(28)、泄漏口质量流量计(27)、泄漏口出水管(26)、水箱(1)依次连接,形成泄漏回路;水泵(3)为柱塞泵,一端通过水泵吸水管(2)与水箱(1)连接,另一端通过进水口塑料管(4)和进水管接头(5)与进水管(6)连接,进水管(6)与进水管接头(5)为焊接;直管(14)中部加工出泄漏口A,压力表Ⅰ(15)、压力表Ⅱ(16)分别安装于泄漏口A两端;调压阀(7)为截止阀;出水管(10)通过出水管接头(11)和出水口塑料管(12)与水箱(1)连通,出水管(10)与出水管接头(11)为焊接;进水管(6)、直管(14)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)依次通过法兰相连;泄漏口出水管(26)通过泄漏口出水管接头(25)和泄漏口出水塑料管(24)与水箱(1)连通,泄漏口出水管接头(25)与泄漏口出水管(26)为焊接;顶压弯头(28)、泄漏口质量流量计(27)、泄漏口出水管(26)依次通过法兰相连;扣(13)外观呈倒“凸”字形,其上段中心处为细长孔的圆柱,其下段中心处为短粗孔的圆柱,短粗孔与细长孔相通呈“凸”字形;直管(14)的泄漏口A上段为螺纹孔,下段为通孔,通孔与螺纹孔相通呈倒“凸”字形;顶压弯头(28)一端为外螺纹,另一端为法兰面;扣(13)置于泄漏口A中,扣(13)与泄漏口A之间为间隙配合;顶压弯头(28)的一部分外螺纹置于泄漏口A的上段螺纹孔中,顶压弯头(28)与泄漏口A为螺纹连接,顶压弯头(28)将扣(13)固定在泄漏口A中;应用所述的埋地输油管道泄漏特性实验系统研究弯头的泄漏特性,其结构包括水箱(1)、水泵吸水管(2)、水泵(3)、进水口塑料管(4)、进水管接头(5)、进水管(6)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)、出水管接头(11)、出水口塑料管(12)、扣(13)、压力表Ⅰ(15)、压力表Ⅱ(16)、弯头(17)、泄漏口出水塑料管(24)、泄漏口出水管接头(25)、泄漏口出水管(26)、泄漏口质量流量计(27)、顶压弯头(28);水箱(1)、水泵(3)、进水管(6)、弯头(17)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)、水箱(1)依次连接,形成实验系统主回路;水箱(1)、水泵(3)、进水管(6)、弯头(17)、顶压弯头(28)、泄漏口质量流量计(27)、泄漏口出水管(26)、水箱(1)依次连接,形成泄漏回路;水泵(3)为柱塞泵,水泵(3)的一端通过水泵吸水管(2)与水箱(1)连接,另一端通过进水口塑料管(4)和进水管接头(5)与进水管(6)连接,进水管(6)与进水管接头(5)为焊接;弯头(17)转弯处加工出泄漏口B,压力表Ⅰ(15)、压力表Ⅱ(16)分别安装于泄漏口B两端;调压阀(7)为截止阀;出水管(10)通过出水管接头(11)和出水口塑料管(12)与水箱(1)连通,出水管(10)与出水管接头(11)为焊接;进水管(6)、弯头(17)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)依次通过法兰相连;泄漏口出水管(26)通过泄漏口出水管接头(25)和泄漏口出水塑料管(24)与水箱(1)连通,泄漏口出水管接头(25)与泄漏口出水管(26)焊接在一起;顶压弯头(28)、泄漏口质量流量计(27)、泄漏口出水管(26)依次通过法兰相连;扣(13)外观呈倒“凸”字形,其上段中心处为细长孔的圆柱,其下段中心处为短粗孔的圆柱,短粗孔与细长孔相通呈“凸”字形;弯头(17)的泄漏口B上段为螺纹孔,下段为通孔,通孔与螺纹孔相通呈倒“凸”字形;顶压弯头(28)一端为外螺纹,另一端为法兰面;扣(13)置于泄漏口B中,扣(13)与泄漏口B为间隙配合;顶压弯头(28)的一部分外螺纹置于泄漏口B的上段螺纹孔中,顶压弯头(28)与泄漏口B为螺纹连接,顶压弯头(28)将扣(13)固定在泄漏口B中;应用所述的埋地输油管道泄漏特性实验系统研究三通的泄漏特性,其结构包括水箱(1)、水泵吸水管(2)、水泵(3)、进水口塑料管(4)、进水管接头(5)、进水管(6)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)、出水管接头(11)、出水口塑料管(12)、扣(13)、压力表Ⅰ(15)、压力表Ⅱ(16)、三通(18)、压力表Ⅲ(19)、三通回流管接头(20)、泄漏口出水塑料管(24)、泄漏口出水管接头(25)、泄漏口出水管(26)、泄漏口质量流量计(27)、顶压弯头(28)、三通回流口塑料管(29);水箱(1)、水泵(3)、进水管(6)、三通(18)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)、水箱(1)依次连接,形成实验系统主回路;水箱(1)、水泵(3)、进水管(6)、三通(18)、三通回流管接头(20)、水箱(1)依次连接,形成辅助回路;水箱(1)、水泵(3)、进水管(6)、三通(18)、顶压弯头(28)、泄漏口质量流量计(27)、泄漏口出水管(26)、水箱(1)依次连接,形成泄漏回路;水泵(3)为柱塞泵,水泵(3)的一端通过水泵吸水管(2)与水箱(1)连接,另一端通过进水口塑料管(4)和进水管接头(5)与进水管(6)连接,进水管(6)与进水管接头(5)为焊接;三通(18)交叉处加工出泄漏口C,压力表Ⅰ(15)、压力表Ⅱ(16)分别安装于泄漏口C两端,压力表Ⅲ(19)安装于三通(18)回流端;调压阀(7)为截止阀;出水管(10)通过出水管接头(11)和出水口塑料管(12)与水箱(1)连通,出水管(10)与出水管接头(11)为焊接;进水管(6)、三通(18)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)依次通过法兰相连;泄漏口出水管(26)通过泄漏口出水管接头(25)和泄漏口出水塑料管(24)与水箱(1)连通,泄漏口出水管接头(25)与泄漏口出水管(26)焊接在一起;顶压弯头(28)、泄漏口质量流量计(27)、泄漏口出水管(26)依次通过法兰相连;扣(13)外观呈倒“凸”字形,其上段中心处为细长孔的圆柱,其下段中心处为短粗孔的圆柱,短粗孔与细长孔相通呈“凸”字形;三通(18)的泄漏口C上段为螺纹孔,下段为通孔,通孔与螺纹孔相通呈倒“凸”字形;顶压弯头(28)一端为外螺纹,另一端为法兰面;扣(13)置于泄漏口C中,扣(13)与泄漏口C为间隙配合;顶压弯头(28)的一部分外螺纹置于泄漏口C的上段螺纹孔中,顶压弯头(28)与泄漏口C为螺纹连接,顶压弯头(28)将扣(13)固定在泄漏口C中;应用所述的埋地输油管道泄漏特性实验系统研究法兰的泄漏特性,其结构包括水箱(1)、水泵吸水管(2)、水泵(3)、进水口塑料管(4)、进水管接头(5)、进水管(6)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)、出水管接头(11)、出水口塑料管(12)、压力表Ⅰ(15)、压力表Ⅱ(16)、泄漏法兰(21)、螺栓(22)、计时器(30)、管子(31)、泄漏水箱(32)、电子秤(33);水箱(1)、水泵(3)、进水管(6)、管子(31)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)、水箱(1)依次连接,形成泄漏回路;电子秤(33)上放置泄漏水箱(32),泄漏水箱(32)置于泄漏法兰(21)下方;水泵(3)为柱塞泵,水泵(3)一端通过水泵吸水管(2)与水箱(1)连接,另一端通过进水口塑料管(4)和进水管接头(5)与进水管(6)连接,进水管(6)与进水管接头(5)为焊接;进水管(6)、管子(31)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)依次通过法兰相连;进水管(6)与管子(31)的连接法兰为泄漏法兰(21);压力表Ⅰ(15)安装于进水管(6)上,压力表Ⅱ(16)安装于管子(31)上;调压阀(7)为截止阀;出水管(10)通过出水管接头(11)和出水口塑料管(12)与水箱(1)连通,出水管(10)与出水管接头(11)为焊接;应用所述的埋地输油管道泄漏特性实验系统研究阀门的泄漏特性,其结构包括水箱(1)、水泵吸水管(2)、水泵(3)、进水口塑料管(4)、进水管接头(5)、进水管(6)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)、出水管接头(11)、出水口塑料管(12)、压力表Ⅰ(15)、压力表Ⅱ(16)、泄漏阀门(23)、管子(31);水箱(1)、水泵(3)、进水管(6)、泄漏阀门(23)、管子(31)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)、水箱(1)依次连接,形成泄漏回路;水泵(3)为柱塞泵,一端通过水泵吸水管(2)与水箱(1)连接,另一端通过进水口塑料管(4)和进水管接头(5)与进水管(6)连接,进水管(6)与进水管接头(5)为焊接;调压阀(7)为截止阀;压力表Ⅰ(15)安装于进水管(6)上,压力表Ⅱ(16)安装于管子(31)上;出水管(10)通过出水管接头(11)和出水口塑料管(12)与水箱(1)连通,出水管(10)与出水管接头(11)为焊接;进水管(6)、泄漏阀门(23)、管子(31)、调压阀(7)、连接管(8)、出水口质量流量计(9)、出水管(10)依次通过法兰相连;对于直管、弯头及三通,所述的埋地输油管道泄漏特性实验系统研究的是孔口泄漏特性;把需要研究的泄漏部位的实验系统主回路搭建完毕,将某一孔径的扣(13)置于泄漏部位上的泄漏口中,用顶压弯头(28)将其压死固定;直管或弯头或三通的埋地输油管道泄漏特性实验过程为:给水泵(3)、出水口质量流量计(9)及泄漏口质量流量计(27)上电;启动水泵(3),调节调压阀(7),观察压力表示数,直至设定压力,一段时间后开始记录泄漏口质量流量计(27)示值,每隔一段时间记录一次;调节调压阀(7),使系统稳定在其它设定压力,一段时间后开始记录泄漏口质量流量计(27)示值,每隔一段时间记录一次;关闭水泵(3),将扣(13)卸下,更换其它孔径的扣(13);重复上述直管或弯头或三通的埋地输油管道泄漏特性实验过程;用Word软件做出直管或弯头或三通的泄漏质量流量与压力关系表,用Matlab软件绘制出直管或弯头或三通的泄漏质量流量与压力关系图,通过分析直管或弯头或三通的泄漏质量流量与压力关系表及直管或弯头或三通的泄漏质量流量与压力关系图得出直管或弯头或三通的泄漏特性;对于法兰,所述的埋地输油管道泄漏特性实验系统研究的是螺栓预紧力不足时法兰的泄漏特性;调节法兰连接螺栓(22)的预紧力,使法兰(21)不发生泄漏,给水泵(3)及出水口质量流量计(9)上电,启动水泵(3);法兰的泄漏特性实验过程为:调节法兰连接螺栓(22)的预紧力,使法兰(21)发生泄漏;调节调压阀(7),观察压力表Ⅰ(15)及压力表Ⅱ(16)示值,直至设定压力;一段时间后,用计时器(30)记录泄漏时间,用泄漏水箱(32)及电子秤(33)记录泄漏质量,每隔一段时间记录一次;调节调压阀(7),使系统稳定在其它压力下,一段时间后,用计时器(30)记录泄漏时间,用泄漏水箱(32)及电子秤(33)记录泄漏质量,每隔一段时间记录一次;调节法兰连接螺栓(22)的预紧力,使法兰(21)发生不同程度的泄漏,重复上述法兰的泄漏特性实验过程;用泄漏清水质量除以泄漏时间得出泄漏质量流量,用Word软件做出法兰的泄漏质量流量与压力关系表,用Matlab软件绘制出法兰的泄漏质量流量与压力关系图,通过分析法兰的泄漏质量流量与压力关系表及法兰的泄漏质量流量与压力关系图得出法兰的泄漏特性;对于阀门,所述的埋地输油管道泄漏特性实验系统研究的是阀门内漏特性,通过调节阀门的通流面积来模拟阀门内漏的不同程度;给水泵(3)及出水口质量流量计(9)上电,启动水泵(3);阀门的泄漏特性实验过程为:打开泄漏阀门(23),使其达到一定的通流面积a,调节调压阀(7),观察压力表Ⅰ(15)及压力表Ⅱ(16)示值,直至设定压力x;一段时间后,开始从出水口质量流量计(9)处读取压力x下的泄漏质量流量,记录几次数据后,再调节调压阀(7),使系统稳定在其它压力下,一段时间后,再记录所述其它压力下的泄漏质量流量数据;重复上述阀门的泄漏特性实验过程,直至记录下足够的通流面积a下的不同压力泄漏质量流量数据;调节泄漏阀门(23),使其达到另一通流面积,重复上述阀门的泄漏特性实验过程;用Word软件做出阀门的泄漏质量流量与压力关系表,用Matlab软件绘制出阀门的泄漏质量流量与压力关系图,通过分析阀门的泄漏质量流量与压力关系表及阀门的泄漏质量流量与压力关系图得出阀门的泄漏特性。
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