[发明专利]用于监测清管器在管道内运行的试验装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种无级调速管道清管器运移行为监测试验装置，尤其涉及一种用于监测清管器在管道内运行的试验装置。

背景技术

随着管道服役年限的延长，管道内壁会发生不同程度的结垢和杂质粘附，造成管输效率降低甚至堵塞。定期进行清管及检测作业是油气管道运行维护必不可少的流程之一。清管作业是油气管道投产与安全运行的重要手段，清管器是泛指在管道运输介质的压差推动下运行的管道内作业工具，也是进行清管作业的主要工具。

由于油气管道内部环境的复杂性使得清管器在周向受限条件下的运动学和动力学问题变得极为复杂。清管器的运动规律和动力学特性受到摩擦力、管道环形焊缝、腐蚀坑、管道变形和管道壁厚等因素的影响，所产生的振动激励是造成清管器在运行过程中解体和疲劳破坏的主要原因，有必要对清管器在运行过程中的动力学特性进行分析和研究，目前，还没有对清管器运动过程中动力学特性进行监测的装置。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种用于监测清管器在管道内运行的试验装置，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于监测清管器在管道内运行的试验装置，该试验装置可以用来研究清管器在管道内运行过程中的动力学特性。

本发明的目的是这样实现的，一种用于监测清管器在管道内运行的试验装置，所述试验装置包括一支架，该支架上固定支撑有一水平试验管道，所述水平试验管道的第一端和第二端分别与所述支架的第一端和第二端对应设置；该水平试验管道的第一端固定连接一发球筒、第二端固定连接一收球筒；一清管器在初始位置位于所述发球筒内，在终止位置位于所述收球筒内；在所述支架的第一端固定设有一伺服绞车，一绳索的一端缠绕在所述伺服绞车的辊筒上，该绳索的另一端绕过固定设置在所述支架第二端的定滑轮后，通过一拉力传感器与所述清管器连接；所述清管器在所述伺服绞车及该绳索的牵拉下依次穿过发球筒、水平试验管道移动到所述收球筒内；所述清管器上还设有一加速度传感器。

在本发明的一较佳实施方式中，支架具有两列平行设置的底部纵梁，两列所述底部纵梁之间通过直角连接件固定多个与底部纵梁垂直的底部横梁，所述底部横梁和底部纵梁构成所述支架的底平面；每列所述底部纵梁上均通过直角连接件间隔固定有多个竖直向上的支撑梁，两列底部纵梁上的支撑梁相互对应，相对应的两个支撑梁之间通过直角连接件连接一水平设置的上横梁；位于同一列的多个支撑梁之间分别通过直角连接件连接一水平设置的上部纵梁，在所述支架的两侧分别形成多个矩形框结构；在每个矩形框结构内还设有一斜撑梁，所述斜撑梁一端通过锐角连接件与对应的上部纵梁和支撑梁连接，另一端通过锐角连接件与对应的底部纵梁和支撑梁连接；所述水平试验管道沿所述支架的纵向固定支撑在多个所述上横梁上。

在本发明的一较佳实施方式中，水平试验管道包括管径相同的一第一水平管道、一特征管道和一第二水平管道；所述第一水平管道位于所述水平试验管道的第一端，该第一水平管道与所述特征管道一端通过连接法兰连接，所述特征管道另一端与所述第二水平管道通过连接法兰连接，所述第二水平管道位于所述水平试验管道的第二端；所述连接法兰分别与对应的上横梁相抵靠，对所述水平试验管道进行轴向定位；所述上横梁两端与支撑梁连接处的直角连接件分别在所述水平试验管道的两侧抵靠在水平试验管道上对其进行径向定位。

在本发明的一较佳实施方式中，特征管道的内部管壁上具有腐蚀坑或焊缝；所述腐蚀坑在特征管道的内部管壁上均匀分布；所述焊缝为沿所述特征管道轴向均匀分布的环形焊缝。

在本发明的一较佳实施方式中，发球筒包括首尾相连的一直管段和一变径段，所述直管段的管径大于所述水平试验管道的管径，所述变径段的管径从直管段的管径大小渐变为水平试验管道的管径大小，且所述变径段的底部与所述直管段的底部位于同一水平面上，该直管段形成发球筒的大端，该变径段形成发球筒的小端，该发球筒的小端与所述第一水平管道焊接；所述收球筒的结构与所述发球筒相同，该收球筒的小端与所述第二水平管道焊接。

在本发明的一较佳实施方式中，支架第一端的底平面具有一伸出部，该伸出部中的底部横梁上固定设有一绞车下支座，所述伺服绞车放置在该绞车下支座上，该伺服绞车的辊筒转动轴线与所述底部纵梁垂直，所述绞车下支座的上方固定连接一绞车上支座，所述绞车上支座将所述伺服绞车压紧固定在该绞车上支座和绞车下支座之间。