CN104500977B - 一种管道维抢修技术试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道维抢修技术试验系统，包括压力水罐，在压力水罐上连接有安全阀Ⅲ、高压气供应系统、注水管和带压水供给管路；带压水供给管路与回水管路和试验供水管路分别连接；试验供水管路包括主管连接的静态试验管路和动态试验管路；在静态试验管路上设有静态试验用管道零部件、安全阀Ⅰ、静态试验阀门Ⅰ、静态试验阀门Ⅱ、静态试验压力变送器和高压水接管；在动态试验管路上设有动态试验用管道零部件、安全阀Ⅱ和动态试验压力变送器；在带压水供给管路上设有输出压力变送器、供水阀门和离心泵。本发明能够模拟海上工艺系统的工况，进行管道部件泄漏的带压密封试验和管道带压开孔封堵维抢修试验。

Description

一种管道维抢修技术试验系统

技术领域

本发明涉及一种试验系统，特别是一种管道维抢修技术试验系统。

背景技术

国内管道维抢修技术经历了几十年的发展，已经初步形成了较为成熟的管道维抢修技术，而且从2006年开始陆地管道逐步建立了维抢修应急标准和体系，然而国内与之对应的管道维抢修试验系统却很匮乏，目前对于维抢修技术方法和装置的验证是通过搭建临时的工装完成试验的，缺少较为完善的系统的试验设施。现有的试验装置功能简单，安全性低，每次试验需重新搭建试验设施。试验装置相对简单、单一，而且多为临时性的，无法准确模拟海上的工况。试验效果较差，没有完备的记录系统，无法实施系统的培训。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种管道维抢修技术试验系统，该系统能够模拟海上工艺系统的工况，进行管道部件泄漏的带压密封试验和管道带压开孔封堵维抢修试验。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种管道维抢修技术试验系统，包括配电系统、中控监视系统和压力水罐，在压力水罐上连接有安全阀Ⅲ、高压气供应系统、注水管和带压水供给管路；

所述注水管上安装有注水阀门；

所述带压水供给管路与回水管路和试验供水管路分别连接；

所述回水管路上安装有回水电动流量调节阀；

所述试验供水管路包括与所述带压水供给管路连接的主管和与所述主管连接的静态试验管路和动态试验管路；

在所述静态试验管路上设有静态试验阀门Ⅰ和静态试验阀门Ⅱ，在所述静态试验阀门Ⅰ和所述静态试验阀门Ⅱ之间的所述静态试验管路上设有静态试验用管道零部件、安全阀Ⅰ、静态试验压力变送器和高压水接管，在所述高压水接管上设有静态试验阀门Ⅲ；所述静态试验管路的出口与所述动态试验管路的入口连接；

在所述动态试验管路上设有动态试验用管道零部件、安全阀Ⅱ和动态试验压力变送器，所述动态试验管路的出口与压力水罐的回水口连接；

在所述主管上连接有阀门流量计，所述中控监视系统根据所述阀门流量计的数据控制所述回水电动流量调节阀的开度；

在所述带压水供给管路上设有输出压力变送器、供水阀门和离心泵；

所述中控监视系统接收来自所述静态试验压力变送器、所述动态试验压力变送器、所述阀门流量计和所述输出压力变送器的数据并显示对应的压力数值。

在所述高压气供应系统的供气管路上安装有加压电动调压阀，在所述压力水罐上安装有罐压压力变送器Ⅰ，所述中控监视系统接收来自所述罐压压力变送器Ⅰ的数据并根据该数据控制所述加压电动调压阀的开度。

在所述压力水罐上还连接有放气管路和罐压压力变送器Ⅱ，在所述放气管路上安装有放气电动调压阀，所述中控监视系统接收来自所述罐压压力变送器Ⅱ的数据并根据该数据控制所述放气电动调压阀的开度。

在所述压力水罐上还安装有液位指示器、液位指示变送器和放空管路，在所述放空管路上安装有放空阀；所述中控监视系统接收来自所述液位指示变送器的数据并显示对应的压力数值。

所述高压气供应系统的气源是多个液态氮气罐，多个所述液态氮气罐与所述高压气供应系统的供气管路分别连接。

在所述静态试验管路和所述动态试验管路上各设有一温度变送器，所述中控监视系统接收来自所述温度变送器的数据并显示对应的温度数值。

该试验系统还设有与所述回水管路并联的旁通管路，在所述旁通管路上安装有旁通阀门。

在所述压力水罐上还连接有压力变送器Ⅲ，所述中控监视系统接收来自所述压力变送器Ⅲ和所述液位指示变送器的数据，并根据该数据控制所述离心泵的连锁紧急关断。

本发明具有的优点和积极效果是：能够模拟海上工艺系统的工况，进行管道部件泄漏的带压密封试验和管道带压开孔封堵维抢修试验，具有较强的针对性，使管道维抢修技术得到有效的验证，保证海上施工的安全，可进行维抢修技术人员培训，提高海上维抢修技术能力，有效保证管道安全和人身安全。一套系统可以模拟多种管道部位泄漏的情形，可为带压开孔、在役焊接、强磁快速堵漏、碳纤维复合材料补强、注剂式夹具等各种维抢修技术的研究提供试验基地。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1、压力水罐；2、供水阀门；3、离心泵；4、旁通阀门；5、输出压力变送器；6、回水电动流量调节阀；7、阀门流量计；8、静态试验阀门Ⅰ；9、静态试验压力变送器；10、静态试验阀门Ⅲ；11、静态试验用管道零部件；12、安全阀Ⅰ；13、温度变送器；14、静态试验阀门Ⅱ；15、动态试验压力变送器；16、温度变送器；17、安全阀Ⅱ；18、动态试验用管道零部件；19、放空阀；20、液态氮气罐；21、加压电动调压阀；22、罐压压力变送器Ⅰ；23、注水阀门；24、压力变送器Ⅲ；25、安全阀Ⅲ；26、罐压压力变送器Ⅱ；27、放气电动调压阀；28、液位指示器；29、液位指示变送器。

101、注水管；102、带压水供给管路；103、回水管路；104、主管；105、静态试验管路；106、高压水接管；107、动态试验管路；108、放空管路；109、高压气供应系统的供气管路；110、放气管路；111、旁通管路。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，一种管道维抢修技术试验系统，包括配电系统、中控监视系统和压力水罐1，在压力水罐1上连接有安全阀Ⅲ25、高压气供应系统、注水管101和带压水供给管路102；所述注水管101上安装有注水阀门23；所述带压水供给管路102与回水管路103和试验供水管路分别连接；所述回水管路103上安装有回水电动流量调节阀6；所述试验供水管路包括与所述带压水供给管路102连接的主管104和与所述主管104连接的静态试验管路105和动态试验管路107；在所述静态试验管路105上设有静态试验阀门Ⅰ8和静态试验阀门Ⅱ14，在所述静态试验阀门Ⅰ8和所述静态试验阀门Ⅱ14之间的所述静态试验管路105上设有静态试验用管道零部件11、安全阀Ⅰ12、静态试验压力变送器9和高压水接管106，在所述高压水接管106上设有静态试验阀门Ⅲ10；所述静态试验管路105的出口与所述动态试验管路107的入口连接；在所述动态试验管路107上设有动态试验用管道零部件18、安全阀Ⅱ17和动态试验压力变送器15，所述动态试验管路107的出口与压力水罐1的回水口连接；在所述主管104上连接有阀门流量计7，所述中控监视系统根据所述阀门流量计7的数据控制所述回水电动流量调节阀6的开度；在所述带压水供给管路102上设有输出压力变送器5、供水阀门2和离心泵3；所述中控监视系统接收来自所述静态试验压力变送器9、动态试验压力变送器15、阀门流量计7和输出压力变送器5的数据并显示对应的压力数值。

在本实施例中，在所述高压气供应系统的供气管路109上安装有加压电动调压阀21，在所述压力水罐1上安装有罐压压力变送器Ⅰ22，所述中控监视系统接收来自所述罐压压力变送器Ⅰ22的数据并根据该数据控制所述加压电动调压阀21的开度。在所述压力水罐1上还连接有放气管路110和罐压压力变送器Ⅱ26，在所述放气管路110上安装有放气电动调压阀27，所述中控监视系统接收来自所述罐压压力变送器Ⅱ26的数据并根据该数据控制所述放气电动调压阀27的开度。在所述压力水罐1上还安装有液位指示器28、液位指示变送器29和放空管路108，在所述放空管路108上安装有放空阀19；所述中控监视系统接收来自所述液位指示变送器29的数据并显示对应的压力数值。所述高压气供应系统的气源是多个液态氮气罐20，多个所述液态氮气罐20与所述高压气供应系统的供气管路109分别连接。在所述静态试验管路105和所述动态试验管路107上各设有一温度变送器13和16，所述中控监视系统接收来自所述温度变送器13和16的数据并显示对应的温度数值。该试验系统还设有与所述回水管路103并联的旁通管路111，在所述旁通管路111上安装有旁通阀门4。在所述压力水罐1上还连接有压力变送器Ⅲ24，所述中控监视系统接收来自所述压力变送器Ⅲ24和所述液位指示变送器29的数据，并根据该数据控制所述离心泵3的连锁紧急关断。

本发明结合海上平台管线的特点，具有较强的针对性，能够模拟海上工艺系统的工况，进行直管段、弯头、三通、法兰等部件泄漏的带压密封试验和管道带压开孔维抢修试验，可以开展海上管道维抢修技术和装置的研究与试验。

在本发明中，管路中所用的介质为水，用以模拟海上原油及成品油的运行工况，气体只起到增压作用，可以提供压力0-3MPa、流速0-5m/s的模拟工况。

本发明具有静态试验管路和动态试验管路，分别用于带压开孔试验和带压密封试验，连接在静态试验管路中的静态试验用管道零部件和连接在动态试验管路中的动态试验用管道零部件可在2″至12″管道之间进行替换。其中静态试验管路配有高压水接管，其最高可模拟静态开孔压力15MPa，动态最高开孔压力3MPa。

动态试验可模拟动态的直管段泄漏、弯头泄漏、三通泄漏、法兰泄漏的带压密封维抢修试验。

在本发明中，离心泵只起到介质推动的作用，管路中的试验压力由高压气供应系统提供，也可通过高压水接管由外部设备进行打压。

在本发明中，中控监视系统通过传感设备可以实时监控管路内的参数信息，并可根据试验参数对相应阀门选择手动或自动调节，以达到试验工况。中控监视系统具备PCS(过程控制系统)和ESD(紧急关断)两大功能，液位指示变送器29可以将现场液位数据传至中控监视系统，当液位过低时，连锁ESD紧急关断自动使离心泵10停止运行。压力变送器Ⅲ24将罐内压力传至中控监视系统，当压力过高时，连锁ESD紧急关断自动使离心泵10停止运行。

在本发明中，配电系统主要为管路上的用电设备如离心泵、电动阀、变送器、控制柜等提供电力保障。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种管道维抢修技术试验系统，其特征在于，包括配电系统、中控监视系统和压力水罐(1)，在压力水罐(1)上连接有安全阀Ⅲ(25)、高压气供应系统、注水管(101)和带压水供给管路(102)；

所述注水管(101)上安装有注水阀门(23)；

所述带压水供给管路(102)与回水管路(103)和试验供水管路分别连接；

所述回水管路(103)上安装有回水电动流量调节阀(6)；

所述试验供水管路包括与所述带压水供给管路(102)连接的主管(104)和与所述主管(104)连接的静态试验管路(105)和动态试验管路(107)；

在所述静态试验管路(105)上设有静态试验阀门Ⅰ(8)和静态试验阀门Ⅱ(14)，在所述静态试验阀门Ⅰ(8)和所述静态试验阀门Ⅱ(14)之间的所述静态试验管路(105)上设有静态试验用管道零部件(11)、安全阀Ⅰ(12)、静态试验压力变送器(9)和高压水接管(106)，在所述高压水接管(106)上设有静态试验阀门Ⅲ(10)；所述静态试验管路(105)的出口与所述动态试验管路(107)的入口连接；

在所述动态试验管路(107)上设有动态试验用管道零部件(18)、安全阀Ⅱ(17)和动态试验压力变送器(15)，所述动态试验管路(107)的出口与压力水罐(1)的回水口连接；

在所述主管(104)上连接有阀门流量计(7)，所述中控监视系统根据所述阀门流量计(7)的数据控制所述回水电动流量调节阀(6)的开度；

在所述带压水供给管路(102)上设有输出压力变送器(5)、供水阀门(2)和离心泵(3)；

所述中控监视系统接收来自所述静态试验压力变送器(9)、所述动态试验压力变送器(15)、所述阀门流量计(7)和所述输出压力变送器(5)的数据并显示对应的压力数值。

2.根据权利要求1所述的管道维抢修技术试验系统，其特征在于，在所述高压气供应系统的供气管路(109)上安装有加压电动调压阀(21)，在所述压力水罐(1)上安装有罐压压力变送器Ⅰ(22)，所述中控监视系统接收来自所述罐压压力变送器Ⅰ(22)的数据并根据该数据控制所述加压电动调压阀(21)的开度。

3.根据权利要求1所述的管道维抢修技术试验系统，其特征在于，在所述压力水罐(1)上还连接有放气管路(110)和罐压压力变送器Ⅱ(26)，在所述放气管路(110)上安装有放气电动调压阀(27)，所述中控监视系统接收来自所述罐压压力变送器Ⅱ(26)的数据并根据该数据控制所述放气电动调压阀(27)的开度。

4.根据权利要求1所述的管道维抢修技术试验系统，其特征在于，在所述压力水罐(1)上还安装有液位指示器(28)、液位指示变送器(29)和放空管路(108)，在所述放空管路(108)上安装有放空阀(19)；所述中控监视系统接收来自所述液位指示变送器(29)的数据并显示对应的压力数值。

5.根据权利要求1所述的管道维抢修技术试验系统，其特征在于，所述高压气供应系统的气源是多个液态氮气罐(20)，多个所述液态氮气罐(20)与所述高压气供应系统的供气管路(109)分别连接。

6.根据权利要求1所述的管道维抢修技术试验系统，其特征在于，在所述静态试验管路(105)和所述动态试验管路(107)上各设有一温度变送器(13、16)，所述中控监视系统接收来自所述温度变送器(13、16)的数据并显示对应的温度数值。

7.根据权利要求1所述的管道维抢修技术试验系统，其特征在于，该试验系统还设有与所述回水管路(103)并联的旁通管路(111)，在所述旁通管路(111)上安装有旁通阀门(4)。

8.根据权利要求4所述的管道维抢修技术试验系统，其特征在于，在所述压力水罐(1)上还连接有压力变送器Ⅲ(24)，所述中控监视系统接收来自所述压力变送器Ⅲ(24)和所述液位指示变送器(29)的数据，并根据该数据控制所述离心泵(3)的连锁紧急关断。