[发明专利]一种模拟崩塌落石损伤油气管道实验平台及应用方法

权利要求书

1.一种模拟崩塌落石损伤油气管道实验平台，其特征在于：所述模拟崩塌落石损伤油气管道实验平台包括：

承载机构，包括骨架、锚固平台、锚杆、扶梯和操作平台。所述骨架连接锚固平台、扶梯和操作平台；所述锚固平台是将骨架伸入土体部分用混凝土浇筑并用锚杆进行锚固；所述扶梯与骨架外侧连接且其上部与操作平台齐平；所述操作平台为钢板，右端通过焊接固定于骨架上。

弹射机构，包括圆柱壳体、高强度弹簧、制动装置、遥控器和阀门。所述圆柱壳体安装于操作平台左端；所述高强度弹簧固定于圆柱壳体内部；所述制动装置安装在圆柱壳体底部右侧，可通过遥控器进行远程遥控，进而控制圆柱壳体底部阀门。

定位机构，包括铅锤和激光器。所述铅锤与圆柱壳体外侧固定连接；所述激光器置于圆柱壳体前后两侧轴线上。

固定机构，包括底座、滑槽、滑块、螺栓和螺母。所述滑块设置螺纹孔，通过螺栓和螺母固定于底座上；所述滑块可在底座的滑槽上移动以适应不同外径的油气管道，待滑块夹紧油气管道后用螺栓和螺母进行固定。

数据采集分析机构，包括应变片、压力盒、数据线、数据采集卡、计算机和高速摄像机。所述数据采集卡通过数据线分别与应变片、压力盒相连，用于采集应变值和应力值并通过数据线传入计算机；所述高速摄像机分别安装在骨架顶部与底部，用于记录岩石的运动轨迹以及油气管道宏观变形破坏过程。

2.根据权利要求1所述的模拟崩塌落石损伤油气管道实验平台，其特征在于：通过改变岩石的重量或弹射机构中高强度弹簧的弹性系数模拟不同崩塌落石对油气管道的损伤。

3.根据权利要求1所述的模拟崩塌落石损伤油气管道实验平台，其特征在于：所述锚固平台是长方体，具体尺寸为2m×2m×1.5m(长×宽×高)，其表面四边内侧通过Ф22×260mm锚杆进行锚固连接。

4.根据权利要求1所述的模拟崩塌落石损伤油气管道实验平台，其特征在于：所述骨架尺寸为1.5m×1.5m×3m(长×宽×高)，由高强度三角铁焊接而成。

5.根据权利要求1所述的模拟崩塌落石损伤油气管道实验平台，其特征在于：所述操作平台厚度为30mm，表面尺寸为2m×1.5m(长×宽)。

6.一种模拟崩塌落石损伤油气管道实验平台应用方法，其特征在于：采用如权利要求1至5项所述的模拟崩塌落石损伤油气管道实验平台，包括如下步骤：

a、根据现场崩塌落石对油气管道冲击的能量，选择合适的岩石重量以及弹射机构中高强度弹簧的弹性系数来达到该能量值；

b、实验人员通过扶梯到达操作平台，将实验所用岩石装入弹射机构圆柱壳体内，关闭圆柱壳体底部阀门，闭锁制动装置；

c、调节铅锤与激光器，使激光器发出的激光束平行于铅锤线并垂直于水平面；

d、将油气管道置于激光器正下方，轴线与两条激光束相交，调节滑块固定油气管道；

e、将压力盒固定于贴有应变片的油气管道上，用数据线将计算机、数据采集卡、应变片、压力盒连接，打开高速摄像机；

f、调试所有测试设备，确保安全可靠；

g、实验人员撤离到安全区，确认安全后，通过遥控器启动制动装置，打开阀门，将岩石弹射在油气管道上；

h、重复步骤a到步骤g，分别记录并分析各组数据，得出油气管道的破坏规律。