CN103148346A - 一种埋地输油管道泄漏扩散实验平台 - Google Patents

一种埋地输油管道泄漏扩散实验平台 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种埋地输油管道泄漏扩散实验平台，由实验闭合循环管路、透明砂箱和数据采集系统组成；所述实验闭合循环管路包括实验主体循环管路和实验稳流管路；所述实验主体循环管路由储油箱体、泵、第一阀门、体积流量计、压力表、第二阀门、泄漏管段、第一单流阀和第三阀门通过管路依次连接组成；所述实验稳流管路由第一三通管、第二三通管、第四阀门和第二单流阀通过两个三通管与实验主体循环管路相连接。本发明可以进行不同管道压力、不同泄漏孔大小形状以及不同的多孔介质条件下的埋地管道泄漏扩散实验，实验台的性能可靠，实验结果可信，对于提高埋地输油管道运输的安全性有很大帮助。

Description

一种埋地输油管道泄漏扩散实验平台
技术领域
本发明涉及埋地管道实验平台设计领域，特别涉及一种埋地输油管道泄漏扩散实验平台。
背景技术
作为第五大交通运输方式，管道运输已成为石油天然气最重要的输送方式。然而由于输油管道一般都较长，如果发生泄漏事故不仅会造成严重的经济损失，还会对水源、土壤、公众健康及环境造成长期的不良影响。根据国家标准，埋地输油管道处于土壤中的包气带区，即非饱和水区。管道一旦发生泄漏，油品在管道内压力和重力作用下迅速在土壤中扩散，属于包气带区内有源非水相液体的泄漏扩散，是一个复杂多孔介质中的多相流问题，涉及到固相（沙土）、水相、油相和气相等多种物质的相互作用，因此如果能够通过实验的方法对泄露扩散进行研究，就会对现有的埋地输油管道运输的安全性提高有很大帮助，但是现有技术中还没有一种实验方法研究埋地输油管道泄漏扩散。
发明内容
本发明提供了一种实验方法研究埋地输油管道泄漏扩散问题，通过采用二维光学成像观察方法设计，实现操作便捷，实验结果可靠的埋地管道泄漏扩散实验平台。为此，本发明提出了如下的技术方案：
一种埋地输油管道泄漏扩散实验平台，由实验闭合循环管路、透明砂箱和数据采集系统组成，所述实验闭合循环管路包括实验主体循环管路和实验稳流管路；
所述实验主体循环管路包括储油箱体、泵、第一阀门、体积流量计、压力表、第二阀门、泄漏管段、第一单流阀和第三阀门；泵的第一端通过管路与储油箱体的第一端相连接，第一阀门的第一端通过管路与泵的第二端相连接，体积流量计的第一端通过管路与第一阀门的第二端相连接，压力表的第一端通过管路与体积流量计的第二端相连接，第二阀门的第一端通过管路与压力表的第二端相连接，泄漏管段的第一端通过管路与第二阀门的第二端相连接，第一单流阀的第一端通过管路与泄露管段的第二端相连接，第三阀门的第一端通过管路与第一单流阀的第二端相连接，第三阀门的第二端通过管路与储油箱体的第二端相连接；所述实验稳流管路包括第一三通管、第二三通管、第四阀门和第二单流阀；第四阀门的第一端通过第二三通管与压力表的第二端和第二阀门的第一端相连接，第二单流阀的第一端通过第二三通管与第一单流阀的第二端和第三阀门的第一端相连接，第四阀门的第二端通过管路与第二单流阀的第二端相连接。
本发明提供的埋地输油管道泄漏扩散实验平台，可以进行不同管道压力、不同泄漏孔大小形状以及不同的多孔介质条件下的埋地管道泄漏扩散实验，实验台的性能可靠，实验结果可信，对于提高埋地输油管道运输的安全性有很大帮助。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在说明书附图中：
图1为本发明的具体实施方式提供的埋地输油管道泄漏扩散实验平台的结构示意图；
图2为本发明的具体实施方式提供的实验闭合循环管路的结构示意图；
图3为本发明的具体实施方式提供的透明砂箱的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本具体实施方式提供了一种埋地输油管道泄漏扩散实验平台，由实验闭合循环管路、透明砂箱18和数据采集系统组成，所述实验闭合循环管路包括实验主体循环管路和实验稳流管路；
所述实验闭合循环管路包括实验主体循环管路和实验稳流管路；所述实验主体循环管路包括储油箱体1、泵2、第一阀门3、体积流量计4、压力表5、第二阀门6、泄漏管段7、第一单流阀8和第三阀门9；泵2的第一端通过管路与储油箱体1的第一端相连接，第一阀门3的第一端通过管路与泵2的第二端相连接，体积流量计4的第一端通过管路与第一阀门3的第二端相连接，压力表5的第一端通过管路与体积流量计4的第二端相连接，第二阀门6的第一端通过管路与压力表5的第二端相连接，泄漏管段7的第一端通过管路与第二阀门6的第二端相连接，第一单流阀8的第一端通过管路与泄露管段7的第二端相连接，第三阀门9的第一端通过管路与第一单流阀8的第二端相连接，第三阀门9的第二端通过管路与储油箱体1的第二端相连接；所述实验稳流管路包括第一三通管10、第二三通管11、第四阀门12和第二单流阀13；第四阀门12的第一端通过第二三通管11与压力表5的第二端和第二阀门6的第一端相连接，第二单流阀13的第一端通过第二三通管11与第一单流阀8的第二端和第三阀门9的第一端相连接，第四阀门12的第二端通过管路与第二单流阀13的第二端相连接。
本具体实施方式提供的埋地输油管道泄漏扩散实验平台的组建过程包括：如图2所示，实验闭合循环管路包括实验主体循环管路和实验稳流管路，在实验主体循环管路中，通过回流管将泵2和管路相连接，首先将第一阀门3接入管路，再用法兰盘将体积流量计4连入管路，再将压力表5连入管路，然后将第二阀门6连入管路，之后用法兰盘将泄漏管段7连入管路，再将第一单流阀8连入管路，之后再接入第三阀门9，再用回流管将管道与储油箱体1相连接，最后用回流管将储油箱体1和泵2相连接，以此形成实验主体循环管路。泄漏管段7上有各种形状大小的泄漏孔，实验中只需更换泄漏管段即可进行不同类型的实验，通过调节第一阀门3和第三阀门9可以获得不同的管道内压。在稳流管路中，管路首先与第四阀门4相连接，之后将第二单流阀13接入管路，之后通过第一三通管10和第二三通管11将实验稳流管路与实验主体循环管路相连接。实验进行时，首先关闭第二阀门6，打开第四阀门12，待压力表和流量计读数稳定之后打开第二阀门6,关闭第四阀门12，开始实验。
图3所示的是本具体实施方式提出的一种透明砂箱18，该透明砂箱18是一个透明的箱体，可采用亚克力板材制作，透明砂箱18中部开有一通孔，用于通过泄漏管段7观察埋地管道泄漏扩散现象，透明砂箱18一侧板面上开有若干个小孔，用于安放数据采集装置。透明砂箱18内部有两块侧板，侧板上开有小孔，透明砂箱18上部和下部共有四根导水管。
另外，本具体实施方式提供的埋地输油管道泄漏扩散实验平台的数据采集系统能够实现对现场气压和液压等数据的采集及监控，具体包括气相数据采集装置14、液相数据采集装置15、数据采集卡16和计算机17，气相数据采集装置14用于采集实验过程中砂箱内气压变化数据，液相数据采集装置15用于采集实验过程中砂箱内液压变化数据，数据采集卡16将所述砂箱内气压变化数据和砂箱内液压变化数据发送给计算机17进行分析和处理。
本具体实施方式提供的埋地输油管道泄漏扩散实验平台，可以进行不同管道压力、不同泄漏孔大小形状以及不同的多孔介质条件下的埋地管道泄漏扩散实验，实验台的性能可靠，实验结果可信，对于提高埋地输油管道运输的安全性有很大帮助。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种埋地输油管道泄漏扩散实验平台，由实验闭合循环管路、透明砂箱(18)和数据采集系统组成，其特征在于，所述实验闭合循环管路包括实验主体循环管路和实验稳流管路；
所述实验主体循环管路包括储油箱体(1)、泵(2)、第一阀门(3)、体积流量计(4)、压力表(5)、第二阀门(6)、泄漏管段(7)、第一单流阀(8)和第三阀门(9)；泵(2)的第一端通过管路与储油箱体(1)的第一端相连接，第一阀门(3)的第一端通过管路与泵(2)的第二端相连接，体积流量计(4)的第一端通过管路与第一阀门(3)的第二端相连接，压力表(5)的第一端通过管路与体积流量计(4)的第二端相连接，第二阀门(6)的第一端通过管路与压力表(5)的第二端相连接，泄漏管段(7)的第一端通过管路与第二阀门(6)的第二端相连接，第一单流阀(8)的第一端通过管路与泄露管段(7)的第二端相连接，第三阀门(9)的第一端通过管路与第一单流阀(8)的第二端相连接，第三阀门(9)的第二端通过管路与储油箱体(1)的第二端相连接；所述实验稳流管路包括第一三通管(10)、第二三通管(11)、第四阀门(12)和第二单流阀(13)；第四阀门(12)的第一端通过第二三通管(11)与压力表(5)的第二端和第二阀门(6)的第一端相连接，第二单流阀(13)的第一端通过第二三通管(11)与第一单流阀(8)的第二端和第三阀门(9)的第一端相连接，第四阀门(12)的第二端通过管路与第二单流阀(13)的第二端相连接。
2.根据权利要求1所述的埋地输油管道泄漏扩散实验平台，其特征在于，泄漏管段(7)通过法兰盘连入管路，在泄漏管段(7)上开有若干个不同形状的泄漏孔。
3.根据权利要求1所述的埋地输油管道泄漏扩散实验平台，其特征在于，所述数据采集系统包括气相数据采集装置(14)、液相数据采集装置(15)、数据采集卡(16)和计算机(17)，气相数据采集装置(14)用于采集实验过程中砂箱内气压变化数据，液相数据采集装置(15)用于采集实验过程中砂箱内液压变化数据，数据采集卡(16)将所述砂箱内气压变化数据和砂箱内液压变化数据发送给计算机(17)进行分析和处理。
4.根据权利要求1所述的埋地输油管道泄漏扩散实验平台，其特征在于，透明砂箱(18)采用亚克力板材制作，在透明砂箱(18)中部开有通孔，用于通过泄漏管段(7)观察埋地管道泄漏扩散现象，在透明砂箱(18)一侧板面上开有若干个小孔，用于安放传感器。
5.根据权利要求1所述的埋地输油管道泄漏扩散实验平台，其特征在于，透明砂箱(18)内部有两块侧板，侧板上开有小孔，透明砂箱(18)上部和下部共有四根导水管。
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