[发明专利]一种基于全尺寸爆破试验天然气减压波曲线的计算方法

说明书

本发明公开了一种基于全尺寸爆破试验的天然气减压波曲线计算方法，通过对高钢级管线钢全尺寸爆破试验中压力传感器数据进行计算处理，得到减压过程中天然气减压波波速度随压力变化规律，即天然气减压波曲线，利用得到的天然气减压波曲线可对已有气体减压行为研究模型进行修正。本发明天然气减压波曲线基于试验过程中采集数据计算所得，真实可靠；试验过程中采用多个动态压力传感器，其计算减压波速度更为准确；采用本发明可获得气体减压过程中任一压力值对应的气体减压波速度，即气体减压波曲线，该曲线可表征测试气体减压行为。

技术领域

本发明属于天然气减压行为研究技术领域，具体涉及一种基于全尺寸爆破试验天然气减压波曲线的计算方法。

背景技术

天然气管道的安全运行一直是国内外油气行业关注的焦点。随着高压富气管线的应用，裂纹止裂研究更加引起研究人员的重视。输气管道一旦开裂，管道内高压气体不能立刻排空，而是由起裂点向管道两侧各产生一个减压波并向远端传播。若天然气减压波速度低于管道裂纹扩展速度，则裂纹持续扩展；反之，裂纹将止裂，因此天然气的减压行为研究对于输气管道安全运行具有重要意义。

目前国内外对于天然气减压行为的研究主要依据理论计算，并建立了相应的模型，然而基于试验的天然气减压行为研究却少见报道，通过检索，CN105352810A公开了一种高压输气金属管内减压波速测试方法，但采用该方法仅能得到气体减压波平均速度(文中示例384m/s)。本发明通过对高钢级管线钢全尺寸爆破试验中压力传感器数据进行计算处理，得到减压过程中天然气减压波速度随压力变化规律，即天然气减压波曲线，该曲线可用于已有气体减压行为研究模型的修正。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于全尺寸爆破试验天然气减压波曲线的计算方法，为已有气体减压行为研究模型的修正提供依据。

本发明采用以下技术方案：

一种基于全尺寸爆破试验天然气减压波曲线的计算方法，通过对高钢级管线钢全尺寸爆破试验中压力传感器数据进行数学处理，得到天然气减压波曲线，利用得到的天然气减压波曲线对已有气体减压行为研究模型进行修正。

具体的，包括以下步骤：

S1、设计全尺寸爆破试验，起裂点位于管串中心，在管串一侧布置动态压力传感器，动态压力传感器与数据采集系统相连接，爆破试验后获得压力随时间变化曲线；

S2、从压力-时间曲线中读取每个动态压力传感器在初始压力条件下的对应时间，并进行线性拟合，得到斜率为该压力所对应天然气减压波速度；

S3、降压并从压力-时间曲线中读取每个压力传感器对应时间；并进行线性拟合，得到斜率为该压力所对应天然气减压波速度；

S4、以压力为纵坐标，计算所得天然气减压波速度为横坐标做曲线，即为试验用天然气减压波曲线。

进一步的，步骤S1中，动态压力传感器至少为3个，且布置在管串一侧的不同距离。

更进一步的，动态压力传感器的采样频率大于10kHz。

进一步的，步骤S2中，初始压力为10～15MPa。

进一步的，步骤S3中，压力每降低x MPa，x≤0.5，读取每个压力传感器对应时间。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种基于全尺寸爆破试验天然气减压波曲线的计算方法，通过对高钢级管线钢全尺寸爆破试验中压力传感器数据进行数学处理，得到天然气减压波曲线，利用得到的天然气减压波曲线对已有气体减压行为研究模型进行修正，天然气减压波曲线基于试验数据计算所得，真实可靠