[发明专利]一种水平RTP管道摩阻测试实验系统与方法

说明书

本发明属于水平非金属管道沿程摩阻的测量技术领域，具体涉及一种水平RTP管道摩阻测试实验系统与方法。本发明通过水平设置的实验环道、与实验环道两端连接的动力与计量单元和与计量单元电信号连接的数据采集单元组合而成了水平RTP管道摩阻测试实验系统。本发明通过对管内液体流速进行控制，使管内液体处于不同流态，进行水平RTP管道压降测定，从而得出水及两种原油分别在不同管径的RTP管道、不锈钢管以及三种材质的RTP管道中的摩阻损失。

技术领域

本发明属于水平非金属管道沿程摩阻的测量技术领域，具体涉及一种水平RTP管道摩阻测试实验系统与方法。

背景技术

现今的石油产业链中，输油管道起着连接、运输等重要作用，对管道材质的要求也日益提高。由于管道运输过程存在能量消耗，因此要求管道内壁面的粗糙度尽可能的小以减小磨阻；其次，大部分原油含硫与CO₂等腐蚀性物质，因此要求管道内壁应具有极好的抗腐蚀性能；另外，传统使用的钢制管道的可焊性能和结构稳定性较低，这便需要开发新型的管输管道。非金属管道的抗腐蚀能力强、弯曲性能优异、保养维护简易并且泄漏检测方便，因此被广泛应用于原油输送中并逐渐有代替钢制管道的趋势。另外，非金属输油管道单根管线较长，大大减少了弯头使用量和焊接量，这也使得铺设的速度远远高于传统的金属管线。RTP管(增强热塑性管道)是一种高压塑料复合管材，具有强度高、施工和连接方便、质量轻且无需防腐等优点，可用于中等管径和中、高压力油气输送管道工程。

工程中常用莫迪图表示沿程阻力系数与管道内壁相对粗糙度、雷诺数之间的函数关系。但莫迪图中，粗糙度没有完全包含工程上所有非金属管道的粗糙度。如果设计计算过程中采用的摩阻系数不合理，计算结果会与实际有明显偏差。因此，需要对非金属管道的沿程摩阻进行准确测量及研究，给工程计算提供指导。

发明内容

本发明提供了一种水平RTP管道摩阻测试实验系统与方法，目的在于提供一种能够完成对非金属管道沿程摩阻的准确测量的系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种水平RTP管道摩阻测试实验系统，包括：

实验环道，实验环道水平设置；

动力与计量单元，动力与计量单元连接在实验环道两端；

数据采集单元，数据采集单元和动力与计量单元之间电信号连接。

所述的实验环道为U形结构，U形的圆弧段内径为0.4m；所述U形结构的实验环道分为不锈钢管道或RTP管道。

所述的不锈钢管道的内径25mm，长9m。

所述的RTP管道分别选择100GW、4731B、3711三种不同材质；所述的100GW材质的RTP管道包括三种内径型号分别为：40mm、20mm和25mm。每种内径型号的RTP管道长度均为9m。

所述的动力与计量单元包括混合搅拌罐、螺杆泵、泵出口压力表、质量流量计、温度传感器和差压传感器；所述螺杆泵的输入端与混合搅拌罐的输出端连接，螺杆泵的输出端与质量流量计的输入端连接，质量流量计的输出端与实验环道的输入端连接；泵出口压力表连接在螺杆泵与质量流量计连接的管路上；所述的温度传感器连接在实验环道的输入端管路上；所述的差压传感器的输入端连接在质量流量计和温度传感器之间，差压传感器的输出端与实验环道的输出端连接。

所述的螺杆泵为单螺杆泵，螺杆泵还匹配连接有变频器。

还包括第一球阀、第二球阀、第三球阀、第四球阀和第五球阀；所述的第一球阀连接在混合搅拌罐和泵出口压力表输出端之间；所述第二球阀连接在混合搅拌罐和螺杆泵输入端之间；所述第三球阀连接在混合搅拌罐和实验环道的输出端之间；所述第四球阀连接在第二球阀和第三球阀之间；所述第五球阀连接在泵出口压力表和质量流量计之间。