一種管道彎曲角度測試方法
【專利摘要】本發明公開了一種管道彎曲角度測試方法，屬于石油管道工程【技術領域】。本發明的技術方案包括：在待測管體上設置若干特征點，通過照相設備獲取特征點的實時位置，并且通過不同時刻特征點參考位置的變化，計算出實驗體彎曲角度等信息。本方法利用簡單的數學勾股定理及成像原理，能夠較快速完成對管體彎曲情況的實時測量，同時測量數據的獲取不受時間和環境的限制，且后期數據處理方便，該方法操作簡單，適用于大型高危試驗的現場測試。
【專利說明】-種管道彎曲角度測試方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于石油管道工程【技術領域】，具體設及一種管道彎曲角度測試方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，石油天然氣管道輸送技術向著高壓大口徑的方向迅速發展，關于石油天 然氣管道方面的測試試驗非常繁多，水爆試驗，全尺寸彎曲試驗，管線監測等。該些試驗均 設及到需要對管道或管線彎曲數據的了解。由于管體或管線尺寸較大，其變形情況的測量 方法獲取的方法較復雜，設備安裝復雜，甚至實時測量過程中對人員安全危害較大。
[0003] 現有技術報道的對管道彎曲度的測試方法，是在管段上增設一組隔板，隔板上平 行拉出兩條實施測量線，La和化。當管段彎曲的時候，兩條平行線的長度發生改變，通過計 算該變量，利用數學公式算出，管段的彎曲角度。該方法需要的設備較多，需要在管體安裝 測量物件，會對管體變形增加額外影響。同時計算出的角度為該管段的平均彎曲角度，不能 獲取管段局部的變形角度。
【發明內容】
[0004] 為了克服上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種管道彎曲角度測 試方法，該方法操作簡單，數據后期處理方便，能夠對管道或管線整體或局部彎曲情況進行 實時測試，應用范圍廣。
[0005] 本發明是通過W下技術方案來實現：
[0006] 1)在待測管道外頂壁上沿管道縱向均布N個特征點，N為> 3的自然數；
[0007] 2)在待測管體外頂壁上對應設置N個能夠對步驟1)所述的特征點進行實時定位 拍照的拍攝裝置；
[000引扣定義相鄰立個特征點分別為Di、Dw、Di+2,且i = 1，2, 3……N-2 ;獲取拍攝的相 鄰=個特征點的照片，通過對照片中的特征點進行相對位置測量，獲取對應的位置數據，然 后按照式（1)，計算得到待測管道彎曲后相鄰S個特征點的局部變形角度；
[0009] 白 1=曰 1+P 1= arcsin 化 i/a;)+arcsin 〇Vi/a…） (1)
[0010] 式中，a巧相鄰兩個特征點D i和D w之間的距離巧w為相鄰兩個特征點D w和D 之間的距離；當管道變形后，bi表示由拍攝裝置獲取的特征點D i與特征點D w在原軸向投 影上的距離，bw表示由拍攝裝置獲取的特征點D W與特征點D 1+2在原軸向投影上的距離； a i為管道變形后，a i與bi的夾角的余角，0 i表示aw與bw表的夾角的余角，0 i表示管 道彎曲后相鄰；個特征點〇1、〇^、〇1。的局部變形角度，且0為〇郝6巧角度之和。
[0011] 按照步驟3)所述的相鄰=個特征點的局部變形角度計算方法，對待測管道彎曲 后的整段變形角度按式（2)進行求和處理，獲得待測管道的彎曲角度和0 :
[00。]
【權利要求】
1. 一種管道彎曲角度測試方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 在待測管道外頂壁上沿管道縱向均布N個特征點，N為多3的自然數； 2) 在待測管體外頂壁上對應設置N個能夠對步驟1)所述的特征點進行實時定位拍照 的拍攝裝置； 3) 定義相鄰三個特征點分別為DpDi^Dit2，且i= 1，2,3……N-2 ;獲取拍攝的相鄰三 個特征點的照片，通過對照片中的特征點進行相對位置測量，獲取對應的位置數據，然后按 照式（1)，計算得到待測管道彎曲后相鄰三個特征點的局部變形角度； 0i=aj+0J=arcsin(bj/aj)+arcsin(bi+1/ai+1) (I) 式中，％為相鄰兩個特征點DJPDi+1之間的距離；ai+1為相鄰兩個特征點Di+1和Di+2之 間的距離；當管道變形后，匕表示由拍攝裝置獲取的特征點D1與特征點Di+1在原軸向投影 上的距離，bi+1表示由拍攝裝置獲取的特征點Di+1與特征點Di+2在原軸向投影上的距離；ai 為管道變形后，％與1^的夾角的余角，0 ,表示ai+1與bi+1表的夾角的余角，0 ,表示管道彎 曲后相鄰三個特征點DpDi^Dit2的局部變形角度，且0 ,為a廊0 ,兩角度之和。
2. 根據權利要求1所述的一種管道彎曲角度測試方法，其特征在于，按照步驟3)所述 的相鄰三個特征點的局部變形角度計算方法，對待測管道彎曲后的整段變形角度按式（2) 進行求和處理，獲得待測管道的彎曲角度和0 :
3. 根據權利要求1所述的一種管道彎曲角度測試方法，其特征在于，通過對不同時刻 拍攝的照片中的特征點進行相對位置測量，獲取對應的位置數據，定義不同時刻為t時刻 和t-1時刻，則t時刻相鄰三個特征點Di、Di+1、Di+2之間的管道彎曲角度表示為0i(t)，t-1 時刻的管道彎曲角度表示為0i(t-l)，則按照式（4)計算得到試驗過程中待測管體的實時 彎曲增量A0i(t): A0i(t)=徹t)-咐t-1) (4) 其中，t表示變形時間，0i(t)表示時間t時，管壁DiA處的局部彎曲角度，0i(t-l) 表示t的上一時刻t-1時，DiA處的局部彎曲角度。
4. 根據權利要求1或2或3所述的一種管道彎曲角度測試方法，其特征在于，所述的拍 攝裝置為數碼相機。
5. 根據權利要求1或2或3所述的一種管道彎曲角度測試方法，其特征在于，所述的拍 攝裝置為數碼攝像機。
【文檔編號】G01B11/26GK104501744SQ201410784567
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月16日 優先權日:2014年12月16日
【發明者】黃呈帥, 秦長毅, 張華 , 衛尊義, 李東風, 楊鵬, 吉玲康, 池強, 陳宏遠, 樊治海 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油天然氣集團公司管材研究所