[实用新型]大口径高压天然气管道爆破地震波测量系统

说明书

技术领域

本实用新型属于高压管道输送工程技术领域，涉及一种大口径高压天然气管道的爆破试验的地震波测量单元。

背景技术

高压输气管道在运行过程中，但由于近域施工行为、环境腐蚀、机械或材料失效、自然灾害及其他未知因素的影响，天然气管道爆裂事故时有发生，爆炸产生的爆破地震波、地震波不仅会造成严重经济损失和环境污染，还将形成地面人员伤亡、建筑物及设施破坏受损等灾难性事故。

为尽量减小损失、加快事故发生后的抢修进程，国内外广泛开展了大口径高压金属管道的裂缝形成及扩展的力学行为研究。目前的研究方法是对天然气管道爆破地震波、地震波的产生机理、传播规律进行理论分析研究，但其与实际的爆炸试验还有较大的差异，很有必要对所使用的金属管进行全尺寸爆破试验，测量获得爆炸冲击波、地震波等参数，用于其防护研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种大口径高压天然气管道爆破地震波测量系统，通过在天然气管道爆炸起始裂纹附近设置地震波测量传感器阵列，获得管道布设区域的爆炸地震波参数。

本实用新型的技术方案如下：

大口径高压天然气管道爆破地震波测量系统，包括布设在天然气管道附近的若干只地震波传感器，所述的传感器分为若干通道阵列，每个通道阵列以天然气管道上的爆破起始裂缝点为起始点，并与天然气管道方向呈不同夹角。

上述大口径高压天然气管道爆破地震波测量系统中，通道阵列中相邻传感器的间距从起始点向外逐步增加。

上述大口径高压天然气管道爆破地震波测量系统中，地震波传感器为加速度传感器和速度传感器的组合。

上述大口径高压天然气管道爆破地震波测量系统中，地震波传感器设置在底板上，底板通过锚杆固定在土壤内。

上述大口径高压天然气管道爆破地震波测量系统中，地震波传感器粘接在固定板上。

上述大口径高压天然气管道爆破地震波测量系统中，地震波传感器设置在固定板上，所述的固定板上设置有弧形通孔，螺钉穿过弧形通孔与下部的底板联接。

上述大口径高压天然气管道爆破地震波测量系统中，大口径高压天然气管道为充高压气体密封管道。

上述大口径高压天然气管道爆破地震波测量系统中，爆破起始裂缝点设置在天然气管道的中间位置。

上述大口径高压天然气管道爆破地震波测量系统中，通道阵列与天然气管道方向的夹角分别是0°、30°、60°和90°。

本实用新型具有的有益技术效果如下：

一、本实用新型采用地震波传感器阵列布置在大口径高压天然气管道附近，沿着与管道夹角不同方向进行布置，测量得到地震波的空间强度分布特性，并以此参数类推，在传感器数量有限的前提下，获得整个爆炸区域内的地震波参数。

二、本实用新型的传感器采用近密远疏的方式排布方式，与爆炸地震波传播速率相匹配，满足了测量分辨率的要求。

三、本实用新型将加速度传感器和速度传感器通过钢板和锚杆固定地面，克服了土质松软或软硬不均匀造成的介质传播特性不一致对测量结果的影响。

四、本实用新型将加速度传感器和速度传感器设置在固定板上，通过螺钉和弧形板进行安装角度微调，使得传感器的X方向与地震波方向保持一致，确保了地震测量中三个方向加速度和速度测量的准确性。

附图说明

图1为本实用新型爆破地震波测量系统中传感器布放位置示意图；

图2为本实用新型地震波传感器与土壤布置示意图；

图3为本实用新型地震波传感器角度微调原理示意图；

附图标记为：1—管道；2—爆破起始裂缝点；3—传感器布点；4—通道阵列；5—土壤；6—底板；7—螺钉；8—固定板；9—速度传感器；10—加速度传感器；11—锚杆；12—弧形通孔；13—地震波传播方向。

具体实施方式

管道爆破产生的地震波是可能导致邻近结构物和管道破坏的重要因素。如果爆破产生的地震波的幅值达到一定阈值且主振频率与附近结构物自振频率接近一致时，将可能引起邻近结构物或其它设施受损破坏。爆破地震波测试的主要目的是研究管道爆破振动作用的介质质点运动规律。通过测试数据的分析，研究爆破地震动介质质点振动位移、速度和加速度的时间历程曲线，通过对波形图的分析、计算得到表征爆破地震波特性的幅值、持续时间和振动频率等基本参量，以及地震波的频谱特性。