Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ СТОЙКОСТИ ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ ДЕЙСТВИЮ ЗАМЕРЗАЮЩЕЙ ВОДЫ В ЗАЩИТНОМ ПОЛИМЕРНОМ ТРУБОПРОВОДЕ

Способ испытания стойкости оптического кабеля действию замерзающей воды в защитном полимерном трубопроводе

Изобретение относится к технике волоконно-оптической связи и может быть использовано для испытания стойкости оптического кабеля (ОК), предназначенного для прокладки в защитном полимерном трубопроводе (ЗПТ), к действию замерзающей воды в ЗПТ.

Известен способ [1] испытаний стойкости ОК действию замерзающей воды в ЗПТ, заключающийся в том, что образец ОК прокладывают внутри отрезка ЗПТ так, чтобы концы ОК выходили из ЗПТ, ЗПТ по концам герметизируют и заполняют дистиллированной водой, к оптическим волокнам (ОВ) подключают средство измерений и контролируют их затухание, затем образец ОК в заполненной дистиллированной водой ЗПТ помещают в климатическую камеру, температуру в которой опускают ниже минус пяти градусов по Цельсию, выдерживают при этой температуре до полного замерзания воды в ЗПТ, контролируют затухание ОВ и полагают, что образец ОК выдержал испытания, если изменения затухания ОВ не превышает заданного порогового значения. Однако при отсутствии внешней нагрузки на ЗПТ для данного способа невозможно адекватно моделировать условия, при которых на ОК действует замерзающая вода в ЗПТ, проложенном в грунте.

Известен способ [2] испытаний стойкости ОК действию замерзающей воды, заключающейся в том, что образец ОК прокладывают внутри отрезка стальной трубы так, чтобы концы ОК выходили из стальной трубы, стальную трубу по концам герметизируют и заполняют дистиллированной водой, затем образец ОК в заполненной дистиллированной водой стальной трубе помещают в климатическую камеру, через шлюз которой выводят концы образца ОК, к оптическим волокнам (ОВ) подключают средство измерений и контролируют их затухание, температуру в климатической камере изменяют в соответствии с графиком, согласно которому выдерживают образец ОК в заполненной дистиллированной водой стальной трубе при низкой отрицательной температуре до полного замерзания воды в стальной трубе, контролируют затухание ОВ в процессе испытаний и полагают, что образец ОК выдержал испытания, если изменения затухания ОВ не превышает заданного порогового значения. Данный способ не предусматривает испытаний ОК действию замерзающей воды в ЗПТ. При этом данный способ не позволяет регулировать нагрузку, создаваемую при замерзании воды в стальной трубе. Как показали исследования [3, 4], нагрузки при замерзании воды в стальной или асбоцементной трубе диаметром 100 мм достигают 60-84 МПа и более. Вместе с тем, известно, что даже в самых тяжелых условиях вечной мерзлоты нагрузка при промерзании грунта на глубине до 2 м не превышает 5,6 МПа [5]. Таким образом, нагрузки создаваемые в стальной трубе при замерзании воды значительно превышают удельные нагрузки при замерзании воды в грунтах, что при отсутствии возможности регулирования давления замерзающей воды в стальной трубе не позволяет адекватно моделировать нагрузки в промерзающем грунте.

Сущностью предполагаемого изобретения является расширение области применения.

Эта сущность достигается тем, что согласно способу испытаний стойкости ОК действию замерзающей воды, заключающемуся в том, что образец ОК прокладывают внутри отрезка стальной трубы так, чтобы концы ОК выходили из стальной трубы, стальную трубу по концам герметизируют и заполняют дистиллированной водой, затем образец ОК в заполненной дистиллированной водой стальной трубе помещают в климатическую камеру, через шлюз которой выводят концы образца ОК, к оптическим волокнам (ОВ) подключают средство измерений и контролируют их затухание, температуру в климатической камере изменяют в соответствии с графиком, согласно которому выдерживают образец ОК в заполненной дистиллированной водой стальной трубе при низкой отрицательной температуре до полного замерзания воды в стальной трубе, контролируют затухание ОВ в процессе испытаний и полагают, что образец ОК выдержал испытания, если изменения затухания ОВ не превышает заданного порогового значения, при этом образец ОК предварительно прокладывают в ЗПТ так, чтобы концы ОК выходили из ЗПТ, концы ЗПТ герметизируют и ЗПТ заполняют дистиллированной водой, образец ОК в заполненном водой ЗПТ прокладывают внутри отрезка стальной трубы так, чтобы концы ОК выходили из стальной трубы, внутри стальной трубы рядом с ЗПТ укладывают демпфирующую полимерную трубку, первый конец которой герметизируют, а второй выводят из стальной трубы, стальную трубу по концам герметизируют и заполняют дистиллированной водой, образец ОК в заполненных дистиллированной водой ЗПТ и стальной трубе помещают в климатическую камеру, через шлюз которой выводят концы образца ОК и второй конец демпфирующей полимерной трубки, в демпфирующей полимерной трубке создают избыточное давление, температуру в климатической камере изменяют в соответствии с графиком, согласно которому выдерживают образец ОК в заполненных дистиллированной водой ЗПТ и стальной трубе при низкой отрицательной температуре до полного замерзания воды в стальной трубе и ЗПТ, при этом диаметр демпфирующей полимерной трубки и создаваемое в ней избыточное давление выбирают так, чтобы нагрузка на ЗПТ при замерзании воды в стальной трубе снижалась до заданного значения.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа.

Устройство содержит образец OK 1, проложенный в отрезке ЗПТ 2, демпфирующую полимерную трубку 3, проложенную в стальной трубе 4 вместе с ЗПТ 2 с образцом OK 1, концы ЗПТ 2 и стальной трубы 4 герметизированы, ЗПТ 2 и стальная труба 4 заполнены дистиллированной водой 5, при этом образец ОК в заполненных дистиллированной водой 5 ЗПТ 2 и стальной трубе 4 помещен в климатическую камеру 6, концы образца OK 1 выходят из ЗПТ 2 и стальной трубы 4 и выведены через шлюз 7 климатической камеры 6, ОВ 8 образца OK 1 подключены к средству измерений 9, первый конец демпфирующей полимерной трубки 3 герметизирован, а второй ее конец выведен через шлюз 7 климатической камеры 6 и подключен к компрессору 10.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью компрессора 10 в демпфирующей полимерной трубке 3 создают избыточное давление. Изменяя температуру в климатической камере 6 и выдерживая образец OK 1 в ЗПТ 2 и стальной трубе 4, заполненных дистиллированной водой, при низкой отрицательной температуре обеспечивают полное промерзание дистиллированной воды 5 в ЗПТ 2 и стальной трубе 4. При замерзании дистиллированная вода 5 в стальной трубе 4 создает нагрузку на ЗПТ, а дистиллированная вода 5 в ЗПТ 3 создает нагрузку на OK 1 и стенки ЗПТ 2. При этом демпфирующая полимерная трубка 3 снижает нагрузку на ЗПТ. Снижение нагрузки до заданных значений, соответствующих нагрузкам в замерзающем грунте, обеспечивают за счет выбора диаметра демпфирующей полимерной трубки 3 и создаваемого в ней избыточного давления. Контролируя с помощью средства измерений 9 изменения затухания ОВ 8 образца OK 1, оценивают способность образца ОК 1 выдерживать действие замерзающей воды в ЗПТ 2.

По сравнению с прототипом в предлагаемом способе испытаниям подвергается образец ОК в заполненном водой ЗПТ, а нагрузка на ЗПТ при замерзании воды в стальной регулируется за счет изменения избыточного давления в демпфирующей полимерной трубке. Это позволяет моделировать условия, близкие к условиям прокладки ОК в ЗПТ в различных категориях промерзающего грунта. Таким образом, предлагаемый способ расширяет область применения по сравнению с прототипом.

ЛИТЕРАТУРА

1. Калягин A.M. Исследование линии оптического кабеля, проложенного в защитной пластмассовой трубе в многолетнемерзлых грунтах // Электросвязь, 2006, №12. - с.11-15.

2. ЕIА/TIА-455-98А-1990. FOTP-98. Fiber optic cable external freezing test.

3. Ляхович И.Ф., Рак С.М., Поляков С.Т. Защита кабелей от повреждений замерзающей водой // Вестник связи, 1985, N 9, с.30-31.

4. Зотов Г.А. Эксплуатация скважин в неустойчивых коллекторах // М.: Недра, 1987. - 173 с.

5. Киселев М.Ф. Предупреждение деформации грунтов от морозного пучения // Л.: Стройиздат, 1985. - 130 с.