CN209589421U - 淤泥质海床上海底管道冲刷悬空临界压差实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种淤泥质海床上海底管道冲刷悬空临界压差实验装置，包括水箱、隔板、模型管；隔板放在水箱内，隔板两侧与水箱侧壁密封，模型管固定在隔板的底部，且模型管的两端与水箱侧壁密封，模型管侧壁的最下端与水箱的底部不接触，所述水箱底部平铺淤泥质沙，模型管底部埋入淤泥质沙中，使隔板两侧隔绝。本实用新型可实现淤泥质海床上海底管道冲刷悬临界空压差的测量，弥补现有空白。而且操作简单、方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种海底管道冲刷悬空临界压差实验装置，尤其是涉及一种淤泥质海床上海底管线冲刷悬空临界压差实验装置。
背景技术
对于裸露海底管道来说，管道底部海床发生悬空主要是因底部海床渗流冲刷破坏引起，而渗流破坏则与管道两侧压差密切相关。不同裸露高度下管道底部海床发生悬空的临界压差也不仅相同。了解管道发生悬空的临界压差有助于评估裸露管道悬空的可能性，从而为管道的安全维护提供技术支撑。目前，对于管道底部海床悬空的临界压差确定方法常规是采用太沙基经验公式法或渗流数值模拟计算方法，以上方法对于非粘性海床来说比较适用。但对于具有一定粘性的淤泥质海床来说，由于存在粘性力作用，淤泥质海床渗流破坏较为复杂，目前尚无相关的临界压差确定方法，因此对于淤泥质海床来说，亟需建立一种海底管道冲刷悬空临界压差确定方法或实验装置。
实用新型内容
针对现有淤泥质海床海底管道冲刷悬空临界压差尚无方法确定的缺陷，本实用新型提供了一种淤泥质海床上海底管道冲刷悬空临界压差实验装置，是一种成本低，易操作的临界压差实验装置。用于淤泥质海床上海底管道冲刷悬空临界压差的测量。
本实用新型所采用的技术方案如下：一种淤泥质海床上海底管道冲刷悬空临界压差实验装置，包括水箱、隔板、模型管；隔板放在水箱内，隔板两侧与水箱侧壁密封，模型管固定在隔板的底部，且模型管的两端与水箱侧壁密封，模型管侧壁的最下端与水箱的底部不接触，所述水箱底部平铺淤泥质沙，模型管底部埋入淤泥质沙中，使隔板两侧隔绝。
进一步的，所述隔板放在水箱内中间位置。
进一步的，还包括进水管、第一阀门、出水管、第二阀门，进水管和出水管均通入隔板一侧的水箱中，第一阀门设置在进水管中，第二阀门设置在出水管中。
进一步的，所述水箱和中间隔板采用有机玻璃板制作而成。
进一步的，所述模型管由PVC材料制作。
本实用新型的有益效果如下：
1.解决现有理论计算或数值模拟手段无法确定淤泥质海床上海底管道冲刷悬空临界压差的缺陷，弥补现有方法的空白。
2.海底管道冲刷悬空临界压差以水位差的形式进行测量，可保证测量结果的可靠性与准确性。
3.可用于原状淤泥质土海底管道冲刷悬空临界压差的测量，避免了淤泥质土性质变化对测量结果的影响。
附图说明
图1为模型布置图；
图2为试验过程立面图；
图中：水箱1、隔板2、模型管3、进水管4、第一阀门5、出水管6、第二阀门7、淤泥质沙8。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
如图1和图2所示，本实用新型提供一种淤泥质海床上海底管道冲刷悬空临界压差实验装置，包括水箱1、隔板2、模型管3、进水管4、第一阀门5、出水管6、第二阀门7，所述隔板2放在水箱1内中间位置，隔板2两侧与水箱1侧壁密封，模型管3固定在隔板2的底部，且模型管3的两端与水箱1侧壁密封，模型管3侧壁的最下端与水箱1的底部不接触，所述水箱1底部平铺淤泥质沙8，模型管3底部埋入淤泥质沙8中，使隔板2两侧隔绝。
水箱1尺寸为60cm(长)·30cm宽·60cm高，由有机玻璃板制作而成。中间隔板2采用有机玻璃板制作，隔板顶部与水箱顶平齐，底部距箱底30cm，隔板两侧采用有机胶水与水箱粘结，隔板高度约20cm。采用模型管3用于模拟海底管道，可以由PVC材料制作。
进水管4和出水管6均通入隔板2一侧的水箱1中，第一阀门5设置在进水管4中，第二阀门7设置在出水管6中。进水管4外部与供水管道相连，进水口距水箱底部高度40cm，进水口前20cm，第一阀门5控制水箱加水。出水管6距水箱底部高度10cm，出水管6前20cm 第二阀门7控制水箱放水。
一种淤泥质海床上海底管道冲刷悬空临界压差实验装置的使用方法，该方法包括如下步骤：
(1)初始时刻隔板2左右侧区域注水至H2；
(2)往隔板左侧水箱继续注水水位抬升，当抬升至高度H1(H1>H2)时，观察模型管右侧根部位置是否发生管涌，若发生，记录此时左侧水位H1，则左右侧水位差H1-H2即为模型管3埋深E情况下的临界悬空压力差。试验完后关闭第一阀门5，开启第二阀门7将水箱内水排出。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种淤泥质海床上海底管道冲刷悬空临界压差实验装置，其特征在于，包括水箱、隔板、模型管；隔板放在水箱内，隔板两侧与水箱侧壁密封，模型管固定在隔板的底部，且模型管的两端与水箱侧壁密封，模型管侧壁的最下端与水箱的底部不接触，所述水箱底部平铺淤泥质沙，模型管底部埋入淤泥质沙中，使隔板两侧隔绝。
2.根据权利要求1所述的一种淤泥质海床上海底管道冲刷悬空临界压差实验装置，其特征在于，所述隔板放在水箱内中间位置。
3.根据权利要求2所述的一种淤泥质海床上海底管道冲刷悬空临界压差实验装置，其特征在于，还包括进水管、第一阀门、出水管、第二阀门，进水管和出水管均通入隔板一侧的水箱中，第一阀门设置在进水管中，第二阀门设置在出水管中。
4.根据权利要求3所述的一种淤泥质海床上海底管道冲刷悬空临界压差实验装置，其特征在于，所述水箱和中间隔板采用有机玻璃板制作而成。
5.根据权利要求4所述的一种淤泥质海床上海底管道冲刷悬空临界压差实验装置，其特征在于，所述模型管由PVC材料制作。
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| CN109799067A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-05-24 | 浙江省水利河口研究院 | 淤泥质海床上海底管道冲刷悬空临界压差实验装置及使用方法 |
| CN110954350A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-03 | 西安石油大学 | 一种海底管道散热的室内模拟装置及方法 |
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