CN211652096U - 水力清管试验装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种水力清管试验装置，属于清管技术领域。该水力清管试验装置包括储水罐、清管泵、流量计、混合器、透明试验管道、液固两相分离器和清水泵，清管泵的出口与流量计的进口连通，流量计的出口与透明试验管道的一端连通，透明试验管道的另一端与液固两相分离器的进口连通，液固两相分离器的液体出口与清水泵的进口连通，清水泵的出口与储水罐连通。清管泵从储水罐中抽取清水并送入透明试验管道中，混合器中可以盛放模拟泥沙的固体颗粒，试验人员可以通过透明试验管道进行观察，查看透明试验管道内水流对固体颗粒的冲刷情况。通过流量计可以测量出清水的流量，使得试验人员可以确定出合适的流量以指导实际的水力清管施工。

Description

水力清管试验装置

技术领域

本公开涉及清管技术领域，特别涉及一种水力清管试验装置。

背景技术

随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，管道工程的应用范围越来越广。从民用建筑中的生活供水、供热、供气到现代化工业中的各种气体、液体，甚至固体物质的输送，都离不开管道工程。

在海底进行石油天然气开采时，会在管道内沉积泥沙等杂质，沉积在管道中的泥沙不仅会造成管道内壁及附属设备的腐蚀，污染输送介质，而且会对工艺管道阀门及一些设备产生一定的损害。因此需要对海底管道进行清管施工，清除管道内沉积的杂质。

在多种清管技术中，例如水力清管、机械清管、化学清管，水力清管由于成本低，因此被广泛应用。水力清管是通过水泵抽取海水，注入到管道中，通过海水冲刷管道，清除沉积的泥沙。为了较好地清除泥沙，目前在清管时，无论对于何种管径的管道，都采用很大的流量进行施工，水泵以很大的排量工作，造成电能的浪费。

发明内容

本公开实施例提供了一种水力清管试验装置，能够便于确定合适的流量进行水力清管，有利于节约电能。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种水力清管试验装置，包括储水罐、清管泵、流量计、混合器、透明试验管道、液固两相分离器和清水泵，所述清管泵的进口与所述储水罐连通，所述清管泵的出口与所述流量计的进口连通，所述流量计的出口与所述透明试验管道的一端连通，连通所述流量计的出口和所述透明试验管道的一端的管路上连通有所述混合器，所述透明试验管道的另一端与所述液固两相分离器的进口连通，所述液固两相分离器的液体出口与所述清水泵的进口连通，所述清水泵的出口与所述储水罐连通。

可选地，所述透明试验管道包括进液管接头、透明管体和出液管接头，所述进液管接头和所述出液管接头分别可拆卸地连接在所述透明管体的两端，所述流量计的出口与所述进液管接头连通，所述出液管接头与所述液固两相分离器的进口连通。

可选地，所述水力清管试验装置包括管径不同的多根透明管体。

可选地，所述进液管接头和所述透明管体均具有用于连接的连接法兰，各个所述透明管体的连接法兰的外径均相等。

可选地，所述水力清管试验装置还包括缓冲罐，所述透明试验管道的所述另一端与所述缓冲罐的进液口连通，所述缓冲罐的出液口与所述液固两相分离器的进口连通。

可选地，所述水力清管试验装置还包括第一阀门、第二阀门和第三阀门，所述第一阀门的进口与所述储水罐连通，所述第一阀门的出口与所述清管泵的进口连通，所述第二阀门的进口与所述透明试验管道的所述另一端连通，所述第二阀门的出口与所述缓冲罐的进液口连通，所述第三阀门的进口与所述清水泵的出口连通，所述第三阀门的出口与所述储水罐连通。

可选地，所述混合器上连通有第一进料漏斗和第二进料漏斗。

可选地，所述水力清管试验装置还包括烘干器和回收桶，所述液固两相分离器的固体出口与所述烘干器的进料口连通，所述烘干器的出料口与所述回收桶连通。

可选地，所述水力清管试验装置还包括压力表，所述压力表位于连通所述流量计和所述透明试验管道的管路上。

可选地，所述水力清管试验装置还包括管道安装座，所述透明试验管道可拆卸地安装在所述透明试验管道上。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

通过设置储水罐、清管泵、流量计、混合器、透明试验管道、液固两相分离器和清水泵，在进行试验时，储水罐可以盛放清水，清管泵可以从储水罐中抽取清水，并送入透明试验管道中，混合器中可以盛放模拟泥沙的固体颗粒，固体颗粒可以随清水进入透明试验管道中，试验人员可以通过透明试验管道进行观察，查看透明试验管道内水流对固体颗粒的冲刷情况，从透明试验管道排出的水由液固两相分离器进行分离，分离出固体颗粒，分离后的清水由清水泵送回储水罐循环使用。通过流量计可以测量出清水的流量，使得试验人员可以根据透明试验管道内的冲刷情况确定出合适的流量，以指导实际的水力清管施工，有利于节约电能。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种水力清管试验装置的俯视图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1是本公开实施例提供的一种水力清管试验装置的俯视图。如图1所示，该水力清管试验装置包括储水罐11、清管泵12、流量计13、混合器14、透明试验管道15、液固两相分离器16和清水泵17。

清管泵12的进口与储水罐11连通，清管泵12的出口与流量计13的进口连通，流量计13的出口与透明试验管道15的一端连通，连通流量计13的出口和透明试验管道15的一端的管路上连通有混合器14，透明试验管道15的另一端与液固两相分离器16的进口连通，液固两相分离器16的液体出口与清水泵17的进口连通，清水泵17的出口与储水罐11连通。

通过设置储水罐、清管泵、流量计、混合器、透明试验管道、液固两相分离器和清水泵，在进行试验时，储水罐可以盛放清水，清管泵可以从储水罐中抽取清水，并送入透明试验管道中，混合器中可以盛放模拟泥沙的固体颗粒，固体颗粒可以随清水进入透明试验管道中，试验人员可以通过透明试验管道进行观察，查看透明试验管道内水流对固体颗粒的冲刷情况，从透明试验管道排出的水由液固两相分离器进行分离，分离出固体颗粒，分离后的清水由清水泵送回储水罐循环使用。通过流量计可以测量出清水的流量，使得试验人员可以根据透明试验管道内的冲刷情况确定出合适的流量，以指导实际的水力清管施工，有利于节约电能。

储水罐11中存储的清水可以是海水。

如图1所示，混合器14上可以连通有第一进料漏斗141和第二进料漏斗142。由于海底的泥沙通常是不同粒径的固体颗粒的混合物，有颗粒很细小的细沙，也有粒径稍大的中沙，因此通过设置第一进料漏斗141和第二进料漏斗142，可以向混合器14加入两种不同粒径的固体颗粒，从而更加真实的模拟海底泥沙。

可选地，第一进料漏斗141中可以盛放有尼龙颗粒，尼龙颗粒的粒径可以为0.2mm～0.4mm，示例性地，尼龙颗粒的粒径可以为0.3mm，第二进料漏斗142中可以盛放有岩屑粉，岩屑粉的粒径可以为0.9mm～1.1mm，示例性地，岩屑粉的粒径可以为1mm。尼龙颗粒可以模拟海底底部的细沙，岩屑粉可以模拟海底底部的中沙颗粒。

如图1所示，该水力清管试验装置还可以包括烘干器20和回收桶21，液固两相分离器16的固体出口与烘干器20的进料口连通，烘干器20的出料口与回收桶21连通。烘干器20可以对液固两相分离器16分离出来的固体颗粒进行干燥，以方便放入回收桶21中。

示例性地，本实施例可以包括尼龙颗粒回收桶211和岩屑粉回收桶212，尼龙颗粒回收桶211可以用来回收干燥后的尼龙颗粒，岩屑粉回收桶212可以用来回收干燥后的岩屑粉，回收后的尼龙颗粒和岩屑粉可以重复使用，节约资源，降低试验成本。

如图1所示，透明试验管道15可以包括进液管接头151、透明管体152和出液管接头153。进液管接头151和出液管接头153分别可拆卸地连接在透明管体152的两端，流量计13的出口与进液管接头151连通，出液管接头153与液固两相分离器16的进口连通。进液管接头151和出液管接头153可以方便进行连接，透明管体152可拆卸地与进液管接头151和出液管接头153连接，可以方便更换透明管体152进行测试。

可选地，水力清管试验装置可以包括管径不同的多根透明管体152。通过设置管径不同的多根透明管体152，可以在测试时，更换不同的透明管体152，将不同管径的透明管体152与进液管接头151和出液管接头153连接，可以确定出对不同管径的管道进行水力清管的合适流量。

示例性地，多根透明管体152可以包括内径分别为102mm、139.7mm、168.275mm、219.075mm、273.05mm、298.45mm的6根透明管体152，与常见的海底管道的内径相同，可以模拟常见管径的海底管道。

可选地，透明管体152可以采用帕姆Pasmo透明材料制作。透明管体152的壁厚可以为4mm。该材料透明，且具有很高的高强、高抗冲击，可以使透明管体152具有较长的使用寿命。

如图1所示，进液管接头151和透明管体152均具有用于连接的连接法兰154，各个透明管体152的连接法兰154的外径均相等。通过设置连接法兰154，方便透明试验管道15的组装。由于各个透明管体152的连接法兰154的外径均相等，使得不同管径的透明管体152均可以与进液管接头151和出液管接头153进行连接。

进液管接头151的进口可以焊接有管道，以方便与流量计13进行连接，出液管接头153的出口也可以焊接有管道，以方便与液固两相分离器16连接。

进液管接头151和出液管接头153的管径可以小于透明管体152的内径，例如可以是透明管体152内径的0.8倍。

如图1所示，该水力清管试验装置还可以包括压力表22。压力表22位于连通流量计13和透明试验管道15的管路上。通过压力表22可以检测模拟水力清管过程中管道内的压力，方便稳定管道内的压力。

可选地，该水力清管试验装置还可以包括管道安装座23。透明试验管道15可拆卸地安装在透明试验管道15上。管道安装座23可以为透明试验管道15提供支撑，使试验过程中透明试验管道15更平稳。

如图1所示，该水力清管试验装置还可以包括缓冲罐18。透明试验管道15的一端与流量计13连通，透明试验管道15的另一端与缓冲罐18的进液口连通，缓冲罐18的出液口与液固两相分离器16的进口连通。缓冲罐18可以临时储存从透明试验管道15排出的液体，使液固两相分离器16有充足的时间将固体颗粒和清水分离。

如图1所示，该水力清管试验装置还可以包括第一阀门191、第二阀门192和第三阀门193。第一阀门191的进口与储水罐11连通，第一阀门191的出口与清管泵12的进口连通。透明试验管道15的一端与流量计13连通，第二阀门192的进口与透明试验管道15的另一端连通，第二阀门192的出口与缓冲罐18的进液口连通，第三阀门193的进口与清水泵17的出口连通，第三阀门193的出口与储水罐11连通。通过设置第一阀门191、第二阀门192和第三阀门193可以方便控制整个管路的通断。

第一阀门191、第二阀门192和第三阀门193均可以为球阀。

以下以图1所示的水力清管试验装置为例，简单说明利用该水力清管试验装置进行水力清管试验的过程。

首先将进液管接头151和出液管接头153安装在透明管体152上，管路连接好。接着将尼龙颗粒倒入第一进料漏斗141，将岩屑粉倒入第二进料漏斗142，尼龙颗粒和岩屑粉的比例为1：1，将尼龙颗粒和岩屑粉在混合器14中进行混合。尼龙颗粒和岩屑粉混合好后，先把第一阀门191、第二球阀192和第三球阀193打开，然后打开清管泵12并控制清管泵12的排量，使储水罐11内的海水，经过清管泵12加压，流量计13计量后从进液管接头151进入透明试验管道15。从透明试验管道15内的海水从出液管接头153排出，并依次进入缓冲罐18、液固两相分离器16和清水泵17。当有海水进入清水泵17时，开启清水泵17，清水泵17将清水加压排出并返回储水罐11循环使用。通过压力表22观察压力，待压力表22上显示的压力稳定后，开启混合器14，并调节混合器14开启的程度，使混合后的尼龙颗粒和岩屑粉混合物一起进入管路，接着通过透明试验管道15观察海水对透明试验管道15内的尼龙颗粒和岩屑粉清管的情况，调节清管泵12，改变流量，寻找透明试验管道15内清管时的临界流量。临界流量是指能够清除管道内的泥沙，达到水力清管的目的的最小流量。在完成一种管径的透明管体152的试验后，可以更换其他管径的透明管体152，再次进行试验。通过多次试验确定出不同管径对应的临界流量。之后还可以根据管径和对应的临界流量绘制出管径、临界流量和压力三者之间的关系曲线，以为现场进行水力清管提供指导。

以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水力清管试验装置，其特征在于，包括储水罐(11)、清管泵(12)、流量计(13)、混合器(14)、透明试验管道(15)、液固两相分离器(16)和清水泵(17)，所述清管泵(12)的进口与所述储水罐(11)连通，所述清管泵(12)的出口与所述流量计(13)的进口连通，所述流量计(13)的出口与所述透明试验管道(15)的一端连通，连通所述流量计(13)的出口和所述透明试验管道(15)的一端的管路上连通有所述混合器(14)，所述透明试验管道(15)的另一端与所述液固两相分离器(16)的进口连通，所述液固两相分离器(16)的液体出口与所述清水泵(17)的进口连通，所述清水泵(17)的出口与所述储水罐(11)连通。

2.根据权利要求1所述的水力清管试验装置，其特征在于，所述透明试验管道(15)包括进液管接头(151)、透明管体(152)和出液管接头(153)，所述进液管接头(151)和所述出液管接头(153)分别可拆卸地连接在所述透明管体(152)的两端，所述流量计(13)的出口与所述进液管接头(151)连通，所述出液管接头(153)与所述液固两相分离器(16)的进口连通。

3.根据权利要求2所述的水力清管试验装置，其特征在于，所述水力清管试验装置包括管径不同的多根透明管体(152)。

4.根据权利要求3所述的水力清管试验装置，其特征在于，所述进液管接头(151)和所述透明管体(152)均具有用于连接的连接法兰(154)，各个所述透明管体(152)的连接法兰(154)的外径均相等。

5.根据权利要求1所述的水力清管试验装置，其特征在于，所述水力清管试验装置还包括缓冲罐(18)，所述透明试验管道(15)的所述另一端与所述缓冲罐(18)的进液口连通，所述缓冲罐(18)的出液口与所述液固两相分离器(16)的进口连通。

6.根据权利要求5所述的水力清管试验装置，其特征在于，所述水力清管试验装置还包括第一阀门(191)、第二阀门(192)和第三阀门(193)，所述第一阀门(191)的进口与所述储水罐(11)连通，所述第一阀门(191)的出口与所述清管泵(12)的进口连通，所述第二阀门(192)的进口与所述透明试验管道(15)的所述另一端连通，所述第二阀门(192)的出口与所述缓冲罐(18)的进液口连通，所述第三阀门(193)的进口与所述清水泵(17)的出口连通，所述第三阀门(193)的出口与所述储水罐(11)连通。

7.根据权利要求1所述的水力清管试验装置，其特征在于，所述混合器(14)上连通有第一进料漏斗(141)和第二进料漏斗(142)。

8.根据权利要求7所述的水力清管试验装置，其特征在于，所述水力清管试验装置还包括烘干器(20)和回收桶(21)，所述液固两相分离器(16)的固体出口与所述烘干器(20)的进料口连通，所述烘干器(20)的出料口与所述回收桶(21)连通。

9.根据权利要求1所述的水力清管试验装置，其特征在于，所述水力清管试验装置还包括压力表(22)，所述压力表(22)位于连通所述流量计(13)和所述透明试验管道(15)的管路上。

10.根据权利要求9所述的水力清管试验装置，其特征在于，所述水力清管试验装置还包括管道安装座(23)，所述透明试验管道(15)可拆卸地安装在所述透明试验管道(15)上。

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