CN108735076A - 一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法，平台包括液路模拟系统、气路模拟系统、数据采集监控系统、视屏监控系统，所述液路模拟系统包括水罐、过滤器、多级离心泵、柱塞泵、流量计、安全放散系统、试压管段、电动调节阀、排污阀、仪表；所述气路模拟系统包括空压机、增压机、流量计、安全放散系统、试压管段、电动调节阀、放空阀、仪表；所述数据采集监控系统包括液路自动控制系统、气路自动控制系统、数据采集处理、远程控制；所述视屏监控系统包括管道内视频监控系统和现场监控系统；优点为：该平台能实现输油输气管道正常作业下带压开孔、封堵试验，能实时调节管道流量和压力，由PLC控制，在工控机界面形象、友好显示。

Description

一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法

技术领域

本发明涉及一种试验装置及方法，尤其是一种管道封堵试验装置及方法。

背景技术

随着油气管道铺设量的逐年增加，管道运行的安全问题越来越突出，管道泄漏事故呈逐年增加的趋势，带压开孔封堵技术的应用及推广展现出了广阔的市场前景。

管道带压开孔封堵施工风险高，在运作一些重点难点工程前需要一个全工况试验平台及配套试验技术模拟实际施工工况，对施工工艺和施工装备进行可靠性和安全性验证。主要包括带压施焊、开孔、封堵施工过程的可行性、安全性，开孔、封堵设备运行过程的监控，采集开孔、封堵作业过程中设备运行状态、工艺参数等技术数据，从而真实反映实际工程施工方案的准确性，保证带压封堵作业的安全。

全工况模拟平台及试验方法是对管道带压开孔、封堵装备性能检测和工艺方案验证的主要手段，能够进行装备投用前的实用性预演，也是验证研发的相关装备可靠性的重要方法之一。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足而提供一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法。

本发明采用了如下技术方案：一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法，平台包括液路模拟系统、气路模拟系统、数据采集监控系统、视屏监控系统，所述的液路模拟系统包括水罐、过滤器、多级离心泵、柱塞泵、流量计、安全放散系统、试压管段、电动调节阀、排污阀、仪表，其中水罐、过滤器、多级离心泵、流量计、试压管段、电动调节阀依次通过管路连接，形成闭合回路，试压管段前后分别连接压力变送器、温度变送器及一个安全放散系统；所述的气路模拟系统包括空压机、增压机、流量计、安全放散系统、试压管段、电动调节阀、放空阀、仪表，其中空压机、增压机、流量计、试压管段、电动调节阀、消音器依次通过管路连接，试压管段前后分别连接压力变送器、温度变送器及一个安全放散系统；液路模拟系统、气路模拟系统为单独控制操作系统；所述的数据采集监控系统包括液路自动控制系统、气路自动控制系统、数据采集处理、远程控制，其中液路自动控制系统和气路自动控制系统分别与液路模拟系统、气路模拟系统的压力变送器、温度变送器和流量计连接，实现压力、温度、流量数据的实时显示，并控制电动调节阀开度；所述的视屏监控系统包括管道内视频监控系统和现场监控系统，试压管段上设置管道内视频监控，由高清摄像机、高清摄像头、LED光源、特种高压视窗组成，现场监控系统由高清摄像机、高清摄像头和显示器组成。

所述的液路模拟系统及气路模拟系统中多级离心泵与柱塞泵并联。

所述的液路模拟系统及气路模拟系统均设置旁通，能够实现模拟不停输的工况。

所述的液路模拟系统及气路模拟系中试压管段与管线之间由高压胶管连接。

所述的液路模拟系统排污阀设置有两个，一个设置于压力变送器及安全放散系统之间，另一个设置于电动调节阀与温度变送器之间，排污阀与排液回收池连接。

所述的气路模拟系统排污阀设置于压力变送器及安全放散系统之间。

所述的数据采集监控系统通过数据传输、采集、监控系统，实时调节管道流量和压力，并由PLC控制，在工控机界面显示。

所述的管道内视频监控实时观测开孔机、封堵头作业过程，收集数据，现场监控系统实现试验区内无死角度监控。

所述的试验方法为：

1）液路模拟系统，起始状态为柱塞泵阀门关闭，安全放散系统阀门关闭，电动调节阀关闭，试压管段阀门打开，旁通阀门打开，其余主线阀门全开；启动多级离心泵，进行充液，当试压管段阀门出水时，关闭离心泵出口阀门和试压管段放水阀；打开柱塞泵阀门，启动柱塞泵进行升压；调整电动调节阀，直至达到试验压力并稳定，然后开始开孔封堵试验；

2）气路模拟系统，起始状态为安全放空系统阀门关闭，试压管段阀门关闭，电动调节阀关闭；启动空压机、增压机，进行充气，通过电动调节阀调节流量和压力，直至达到试验压力并稳定。

所述的液路模拟系统的柱塞泵流量小，经过计算，选DN40调节阀，以便于调节流量和压力；气路模拟系统的增压机流量小，经过计算，选DN50调节阀，以便于调节流量和压力。

与现有技术相比，本发明的优点在于能够模拟现场带压封堵实际工况的试验平台，并设计一定的工艺操作流程，即通过压力、流量的调节，提供一个带压开孔、封堵作业的模拟平台，该平台包括液路模拟系统和气路模拟系统，分别模拟输油和输气管道，能够实现输油输气管道不停输工况时同等压力下的带压开孔、封堵试验。通过数据传输、采集、监控系统，能够实时调节管道流量和压力，并由PLC控制，在工控机界面形象、友好显示。

附图说明

附图1是液路系统工艺流程图；

附图2是气路系统工艺流程图；

附图3是液路电气控制原理图；

附图4是气路电气控制原理图；

附图5是数据采集监控系统组成图；

附图6是液路系统试验流程图；

附图7是气路系统试验流程图。

图中： 1-水罐；2-过滤器；3-多级离心泵；4-柱塞泵；5-流量计；6-排污阀；7-安全放散系统；8-试压管段；9-压力变送器；10-温度变送器；11-电动调节阀；12-空压机；13-增压机；14-消音器。

具体实施方式

一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法，平台包括液路模拟系统、气路模拟系统、数据采集监控系统、视屏监控系统，所述的液路模拟系统包括水罐1、过滤器2、多级离心泵3、柱塞泵4、流量计5、安全放散系统7、试压管段8、电动调节阀11、排污阀6、仪表，其中水罐1、过滤器2、多级离心泵3、流量计5、试压管段8、电动调节阀11依次通过管路连接，形成闭合回路，试压管段8前后分别连接压力变送器9、温度变送器10及一个安全放散系统7；所述的气路模拟系统包括空压机12、增压机13、流量计5、安全放散系统7、试压管段8、电动调节阀11、放空阀、仪表，其中空压机12、增压机13、流量计5、试压管段8、电动调节阀11、消音器14依次通过管路连接，试压管段8前后分别连接压力变送器9、温度变送器10及一个安全放散系统7；液路模拟系统、气路模拟系统为单独控制操作系统；所述的数据采集监控系统液路自动控制系统、气路自动控制系统、数据采集处理、远程控制，其中液路自动控制系统和气路自动控制系统分别与液路模拟系统、气路模拟系统的压力变送器9、温度变送器10和流量计5连接，实现压力、温度、流量数据的实时显示，并控制电动调节阀11开度；所述的视屏监控系统，包括管道内视频监控系统和现场监控系统，试压管段8上设置管道内视频监控，由高清摄像机、高清摄像头、LED光源、特种高压视窗组成，现场监控系统由高清摄像机、高清摄像头和显示器组成。

所述的液路模拟系统及气路模拟系统中多级离心泵3与柱塞泵4并联。

所述的液路模拟系统及气路模拟系统均设置旁通，能够实现模拟不停输的工况。

所述的液路模拟系统及气路模拟系中试压管段8与管线之间由高压胶管连接。

所述的液路模拟系统排污阀6设置有两个，一个设置于压力变送器9及安全放散系统7之间，另一个设置于电动调节阀11与温度变送器10之间，排污阀6与排液回收池连接。

所述的气路模拟系统排污阀6设置于压力变送器9及安全放散系统7之间。

所述的数据采集监控系统通过数据传输、采集、监控系统，实时调节管道流量和压力，并由PLC控制，在工控机界面显示。

所述的管道内视频监控实时观测开孔机、封堵头作业过程，收集数据，现场监控系统实现试验区内无死角度监控。

所述的试验方法为：

1）液路模拟系统，起始状态为柱塞泵4阀门关闭，安全放散系统7阀门关闭，电动调节阀11关闭，试压管段8阀门打开，旁通阀门打开，其余主线阀门全开；启动多级离心泵3，进行充液，当试压管段8阀门出水时，关闭离心泵出口阀门和试压管段8放水阀；打开柱塞泵4阀门，启动柱塞泵4进行升压；调整电动调节阀11，直至达到试验压力并稳定，然后开始开孔封堵试验；

2）气路模拟系统，起始状态为安全放空系统阀门关闭，试压管段8阀门关闭，电动调节阀11关闭；启动空压机12、增压机13，进行充气，通过电动调节阀11调节流量和压力，直至达到试验压力并稳定。

所述的液路模拟系统的柱塞泵4流量小，经过计算，选DN40调节阀，以便于调节流量和压力；气路模拟系统的增压机13流量小，经过计算，选DN50调节阀，以便于调节流量和压力。

Claims (10)

1.一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法，平台包括液路模拟系统、气路模拟系统、数据采集监控系统、视屏监控系统，其特征在于所述的液路模拟系统包括水罐（1）、过滤器（2）、多级离心泵（3）、柱塞泵（4）、流量计（5）、安全放散系统（7）、试压管段（8）、电动调节阀（11）、排污阀（6）、仪表，其中水罐（1）、过滤器（2）、多级离心泵（3）、流量计（5）、试压管段（8）、电动调节阀（11）依次通过管路连接，形成闭合回路，试压管段（8）前后分别连接压力变送器（9）、温度变送器（10）及一个安全放散系统（7）；所述的气路模拟系统包括空压机（12）、增压机（13）、流量计（5）、安全放散系统（7）、试压管段（8）、电动调节阀（11）、放空阀、仪表，其中空压机（12）、增压机（13）、流量计（5）、试压管段（8）、电动调节阀（11）、消音器（14）依次通过管路连接，试压管段（8）前后分别连接压力变送器（9）、温度变送器（10）及一个安全放散系统（7）；液路模拟系统、气路模拟系统为单独控制操作系统；所述的数据采集监控系统包括液路自动控制系统、气路自动控制系统、数据采集处理、远程控制，其中液路自动控制系统和气路自动控制系统分别与液路模拟系统、气路模拟系统的压力变送器（9）、温度变送器（10）和流量计（5）连接，实现压力、温度、流量数据的实时显示，并控制电动调节阀（11）开度；所述的视屏监控系统包括管道内视频监控系统和现场监控系统，试压管段（8）上设置管道内视频监控，由高清摄像机、高清摄像头、LED光源、特种高压视窗组成，现场监控系统由高清摄像机、高清摄像头和显示器组成。

2.根据权利要求1所述的一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法，其特征在于所述的液路模拟系统及气路模拟系统中多级离心泵（3）与柱塞泵（4）并联。

3.根据权利要求1所述的一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法，其特征在于所述的液路模拟系统及气路模拟系统均设置旁通，能够实现模拟不停输的工况。

4.根据权利要求1所述的一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法，其特征在于所述的液路模拟系统及气路模拟系中试压管段（8）与管线之间由高压胶管连接。

5.根据权利要求1所述的一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法，其特征在于所述的液路模拟系统排污阀（6）设置有两个，一个设置于压力变送器（9）及安全放散系统（7）之间，另一个设置于电动调节阀（11）与温度变送器（10）之间，排污阀（6）与排液回收池连接。

6.根据权利要求1所述的一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法，其特征在于所述的气路模拟系统排污阀（6）设置于压力变送器（9）及安全放散系统（7）之间。

7.根据权利要求1所述的一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法，其特征在于所述的数据采集监控系统通过数据传输、采集、监控系统，实时调节管道流量和压力，并由PLC控制，在工控机界面显示。

8.根据权利要求1所述的一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法，其特征在于所述的管道内视频监控实时观测开孔机、封堵头作业过程，收集数据，现场监控系统实现试验区内无死角度监控。

9.根据权利要求1所述的一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法，其特征在于所述的试验方法为：

1）液路模拟系统，起始状态为柱塞泵（4）阀门关闭，安全放散系统（7）阀门关闭，电动调节阀（11）关闭，试压管段（8）阀门打开，旁通阀门打开，其余主线阀门全开；启动多级离心泵（3），进行充液，当试压管段（8）阀门出水时，关闭离心泵出口阀门和试压管段（8）放水阀；打开柱塞泵（4）阀门，启动柱塞泵（4）进行升压；调整电动调节阀（11），直至达到试验压力并稳定，然后开始开孔封堵试验；

2）气路模拟系统，起始状态为安全放空系统阀门关闭，试压管段（8）阀门关闭，电动调节阀（11）关闭；启动空压机（12）、增压机（13），进行充气，通过电动调节阀（11）调节流量和压力，直至达到试验压力并稳定。

10.根据权利要求9所述的一种带压封堵试验模拟平台及其试验方法，其特征在于所述的液路模拟系统的柱塞泵（4）流量小，经过计算，选DN40调节阀，以便于调节流量和压力；气路模拟系统的增压机（13）流量小，经过计算，选DN50调节阀，以便于调节流量和压力。