[发明专利]一种测量CO2管道减压波传播速度的实验装置及方法

权利要求书

1.一种测量CO₂管道减压波传播速度的实验装置，其特征在于：包括一个实验环道，所 述实验环道的入口与CO₂注入系统相连，实验环道的出口与双爆破片控制装置相连，且在实 验环道上安装有数据采集系统，通过数据采集系统采集实验环道在瞬态失压工况下管道内 CO₂流体压力及温度随时间变化过程。

2.如权利要求1所述的实验装置，其特征在于：在所述的实验环道的入口和出口还安装 有电磁截止阀、安全阀和泄压放空阀。

3.如权利要求1所述的实验装置，其特征在于：在实验环道的外壁上设有温度控制装置。

4.如权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述的双爆破片控制装置由两片正拱爆 破片以及连接两片爆破片的管段组成，其中一个爆破片以夹持器夹持，固定在实验环道出口； 另一爆破片夹持在整个实验装置末通向大气环境，在两个爆破片之间的管段开设注入孔以平 衡主管内压力。

5.如权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述的注入系统包括CO₂气瓶，在CO₂气瓶的CO₂注入端安装有手自双控阀门组。

6.如权利要求1所述的实验装置，其特征在于：所述的数据采集系统包括多个间隔安装 在实验环道上的压力采集装置以及温度采集装置。

7.利用权利要求1所述的实验装置测量CO₂管道减压波传播速度的方法，其特征在于， 包括以下步骤：

1)以气态CO₂注入实验环道内，扫气清除管内杂质；关闭实验环道末端泄压放空阀及电 磁截止阀；

2)根据实验环道管容及实验参数估算实验用气量充装实验环道，同步监测管内压力及温 度，充装至计算用气量时关闭实验环道首端电磁截止阀，封闭实验环道；

3)开启末端电磁截止阀连通爆破片，对实验环道进行加热升温升压，采用双爆破片控 制装置控制管内爆破压力，通过注入孔向爆破管段注入CO₂平衡实验环道内压力，使实验环 道内CO₂流体绝对压力不变情况下相对压力下降，同时爆破管段内CO₂压力低于外爆破片标 定爆破压力，再次调节主管实验压力至内爆破片爆破压力，升温过程结束，再升高爆破管段 压力至外爆破片爆破，外爆破片爆破后将使内爆破片背压为环境压力进而使内爆破片爆破， 爆破瞬间形成泄漏瞬态失压工况，根据采集管内参数及时间关系得出减压波传播速度；

4)泄漏至设定压力时，关闭实验环道末端的电磁截止阀，实验结束，更换爆破片进行下 一组实验。

8.利用权利要求7所述的实验装置测量CO₂管道减压波传播速度的方法，其特征在于：

利用安装在管路上的2个压力传感器在轴线方向上的间隔距离除以两传感器采集到相同 压力之间的滞后时间即得到减压波速度在该实验管段上的实验值，假设实验中产生的减压波 仅为单程传播，在实验管路入口端能量完全耗散；减压波速度表示为：

w=LΔt]]>

w表示实验测得的减压波速度，m/s；L表示两个压力传感器间的距离，m；Δt表示两个压 力传感器相继左右的时间间隔，s。