[发明专利]一种模拟高空坠落物冲击油气管道实验平台及应用方法

说明书

本发明公开了一种模拟高空坠落物冲击油气管道实验平台及应用方法。所述模拟高空坠落物冲击油气管道实验平台，包括承载系统、测试系统和数据采集系统。通过承载系统、测试系统和数据采集系统的高效配合，可观测被不同条件下高空坠落物砸中后油气管道的宏观破坏特征，并可定量测量不同大小冲击能量条件下油气管道所受冲击力的变化规律，获得油气管道在高空坠落物冲击下损伤破坏的判定条件，为采取合理的油气管道保护措施提供有力依据。

技术领域

本发明涉及油气管道维护技术研究领域，尤其涉及一种模拟高空坠落物冲击油气管道实验平台及应用方法。

背景技术

高空坠落是生产生活中常见的事故之一，造成了大量的人员伤亡和财产损失。在油气运输方面，高空坠落物(如崩塌落石)是危害油气管道的典型地质灾害之一。目前，虽然在高空坠落物对油气管道影响方面的研究已经较为丰富，但考虑高空坠落物的能量特征、对管道的作用机理以及损伤特征的研究仍然较少；另外，高空坠落物对油气管道损伤的研究方法主要包括理论分析、数值模拟，而实验研究则较少。一种模拟高空坠落物冲击油气管道实验平台，通过改变重物的形状、重量和下落高度以及油气管道类型来模拟高空坠落物对油气管道的冲击破坏现象，观测油气管道所受冲击力的变化规律及宏观破坏特征，获得高空坠落物冲击条件下油气管道损伤规律，为现场采取合理的油气管道保护措施提供依据。

发明内容

本发明的目的在于提出一种模拟高空坠落物冲击油气管道实验平台及应用方法，通过承载系统、测试系统和数据采集系统的高效配合，可观测被不同条件下高空坠落物砸中后油气管道的宏观破坏特征，并可定量测量不同大小冲击能量条件下油气管道所受冲击力的变化规律，获得油气管道在高空坠落物冲击下损伤破坏的判定条件，为采取合理的油气管道保护措施提供有力依据。

一种模拟高空坠落物冲击油气管道实验平台，包括：

承载系统，包括悬臂吊、自动脱钩装置、遥控器和遥控器接线；所述悬臂吊的最大高度为10m，悬臂长3m，悬臂末端设置自动脱钩装置；所述自动脱钩装置上安装有电磁吸盘，用于释放重物并使其以自由落体形式下落；所述遥控器通过遥控器接线与电磁吸盘连接；

测试系统，包括测力平台、固定装置和高速摄像机；所述测力平台用于定量测试油气管道被重物击中后所受冲击力的变化规律；所述固定装置通过固定螺栓将油气管道固定在测力平台上；所述固定装置尺寸可调节，用于固定不同类型的油气管道；所述高速摄像机固定于悬臂吊下部与油气管道平齐的高度处，用于记录油气管道受到重物击打后变形破坏的过程；

数据采集系统，包括数据线、数据采集卡和计算机；所述数据采集卡通过数据线分别与测力平台数据线接口和计算机相连，用于记录油气管道受重物击打后所受冲击力的变化规律。

优选地，一种模拟高空坠落物冲击油气管道实验平台，通过改变重物的形状、重量和下落高度以及油气管道类型来模拟高空坠落物对油气管道的损伤破坏现象。

本发明还提出了一种模拟高空坠落物冲击油气管道实验平台的应用方法，应用上述实验平台，其包括如下工作步骤：

a、根据现场高空坠落物对油气管道产生的冲击力大小及能量分布规律，选择合适的重物形状、重量和下落高度以及油气管道类型；

b、实验人员操作遥控器将自动脱钩装置下降到地面处，将步骤(a)中选择的重物吸附在自动脱钩装置的电磁吸盘上，并闭锁制动系统；

c、将自动脱钩装置拉起到预先设计的下落高度处；

d、将油气管道通过固定装置和固定螺栓固定在测力平台上，然后将测力平台放置于吊起的重物正下方的地面上，使得重物的重心和油气管道的中心线位于同一竖直平面上；

e、用数据线将计算机、数据采集卡、测力平台数据线接口连接起来，打开测力平台开关和高速摄像机；

f、调试所有测试设备，确保安全可靠；