一种钢悬链线立管实验位移模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及钢悬链线立管实验设备领域，尤其涉及一种钢悬链线立管实验位移模拟装置，包括土箱、实验立管、立管工程环境模拟装置和模拟装置电机，所述土箱内壁上安装立管工程模拟装置，实验立管一段链接立管工程模拟装置，一端固定在土箱上，立管工程环境模拟装置安装在模拟装置电机的转轴上。本实用新型专利技术相比于现有技术其优点在于能够通过多自由度运动来模拟立管受到的两个方向的径向力和轴向的扭转力，使被测试立管模型更加接近工程实际来采集试验数据，以便实验所得到的实验数据分析结果能更好地促进理论研究与数值分析，并由此指导立管的整体设计与分析，保证立管在深水油气开采中的安全可靠应用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及深水钢悬链线立管
，尤其涉及一种钢悬链线立管实验位移模拟装置。
技术介绍
立管系统作为海上油气生产的大动脉，在海洋油气资源开发中占有中流砥柱的地位。随着水深支架，深水钢悬链线立管在成本控制、适用水深和顺应能力等技术逐渐展现出独特优势，并取代传统立管，成为深海尤其资源开发低成本高效益的立管解决方案，作为连接海上浮式装置和海底管道的系统被广泛用于各种水深开发项目中。针对深水钢悬链线立管的触地点区域，管-土相互作用原型试验耗资巨大，且难以观测等问题。当今国内外已经开展了大量管土作用小尺寸模拟实验，但这些实验研究主要集中在采用小直径立管与土的简单单一作用来模拟，并不能完整的反映出立管在工程应用中实际环境状况。公开号CN103575858A，公开日是2014年2月12日，公开了一种三维钢悬链线立管与土壤相互作用的实验装置，该实验装置通过研究测试管横向、纵向、垂向三个方向的运动，让测试管更加接近工程实际来采集试验数据，以便三维实验所得到的实验数据分析结果能更好地促进理论研究与数值分析，由此指导立管的整体设计与分析，保证立管在深水油气开采中的安全可靠应用。包括土箱、测试管、计算机、伺服电机和数据采集单元，数据采集单元包括激光数据采集器，在土箱内的底部铺设有一定厚度的土壤，测试管平放在土壤的上表面上，把测试管一端固定在土箱内壁上，测试管另一端连接在三维移动机上，并在测试管上设有三维坐标轨迹路径采集机构。主要用于深水钢悬链线立管的设计技术中。公开号CN201965061U，公开日是2011年9月7日，名称为一种深水立管疲劳实验装置的方案中公开了一种深水立管疲劳实验装置，它包括主缸筒、轴向加载缸、立管试件总成、横向伺服加载缸、土体作用伺服加载缸；主缸筒顶部设置外压接口和放气阀；主缸筒两端分别连接一具有轴向力接口的轴向加载缸；立管试样总成两端分别铰接在相应一侧的轴向加载缸活塞上，立管试样总成包括一试样主体和一连杆；试样主体下方设置有模拟土体；试样主体两端分别设置一内压接口 ；试样主体上设置有若干传感器，各传感器的测试引线穿出主缸筒连接测试仪器；各横向伺服加载缸和土体作用伺服加载缸均设置在主缸筒上，其中两个横向伺服加载缸的活塞顶在试样主体顶部，另一个横向伺服加载缸的活塞顶在试样主体与连杆连接处底部；各土体作用伺服加载缸的活塞顶在模拟土体底部。不足之处在于，这种立管疲劳实验装置只在一个方向上对立管进行测试，不能反映立管的工程实际，所试验得出的试验结果不能用于指导立管的整体设计与分析。
技术实现思路
本技术针对以上技术缺陷，立足于解决当下钢悬链线立管与土壤相互作用的实验装置的种种不足，提出了一种钢悬链线立管实验位移模拟装置，该模拟装置可以通过多自由度运动来模拟立管受到的两个方向的径向力和轴向的扭转力，使被测试立管模型更加接近工程实际来采集试验数据，以便实验所得到的实验数据分析结果能更好地促进理论研究与数值分析，并由此指导立管的整体设计与分析，保证立管在深水油气开采中的安全可靠应用。为解决上述技术问题，本技术提出了一种钢悬链线立管实验位移模拟装置，包括土箱、实验立管、立管工程环境模拟装置和模拟装置电机，所述土箱内壁上安装立管工程模拟装置，实验立管一段链接立管工程模拟装置，一端固定在土箱上，立管工程环境模拟装置安装在模拟装置电机的转轴上。进一步地，立管工程环境模拟装置包括转轴、基座、第一滑道、第二滑道、第一丝杠、第二丝杠、第一滑块、第二滑块、立管电机和立管安装头，其中基座一侧安装转轴，另一侧安装第二滑道，第二滑道内安装第二滑块和第二丝杠，第二丝杠与第二滑块之间为螺纹配合；第二滑块上安装第一滑道，第一滑道内安装第一丝杠和第一滑块，第一丝杠和第一滑块之间为螺纹配合，第一滑块上安装立管电机，立管安装头安装在立管电机转轴上，第一丝杠和第二丝杠均外接电机。进一步地，转轴与模拟装置电机的转轴沿轴向安装。进一步地，实验立管通过安装夹固定在土箱上。进一步地，土箱内设有盛土层。进一步地，模拟装置电机安装在模拟装置电机架上。本技术相比于现有技术其优点在于能够通过多自由度运动来模拟立管受到的两个方向的径向力和轴向的扭转力，使被测试立管模型更加接近工程实际来采集试验数据，以便实验所得到的实验数据分析结果能更好地促进理论研究与数值分析，并由此指导立管的整体设计与分析，保证立管在深水油气开采中的安全可靠应用。【附图说明】接下来结合附图对本技术进行进一步说明。附图1为本技术一种钢悬链线立管实验位移模拟装置的装配图。附图2为本技术一种钢悬链线立管实验位移模拟装置的装配图。附图3为本技术一种钢悬链线立管实验位移模拟装置的立管工程环境模拟装置结构图。【具体实施方式】下面通过实施例，并结合附图，对本技术的技术方案作进一步具体说明，显然，所述的实施例仅仅是本技术的本分实施例。参见附图1、2，为一种钢悬链线立管实验位移模拟装置，包括土箱1、实验立管3、立管工程环境模拟装置4和模拟装置电机15，其特征在于，所述土箱1内壁上安装立管工程模拟装置4，实验立管3 —段链接立管工程模拟装置4，一端固定在土箱1上，立管工程环境模拟装置4安装在模拟装置电机15的转轴上，土箱1上设有转轴孔，用于转轴6穿过并与与模拟装置电机15的转轴沿轴向安装，模拟装置电机15安装在模拟装置电机架16上。实验立管3通过安装夹17固定在土箱1上。参见附图3，为立管工程环境模拟装置4，包括转轴6、基座5、第一滑道7、第二滑道8、第一丝杠9、第二丝杠10、第一滑块11、第二滑块12、立管电机13和立管安装头14，其中基座5 —侧安装转轴6，另一侧安装第二滑道8，第二滑道8内安装第二滑块12和第二丝杠10，第二丝杠10与第二滑块12之间为螺纹配合；第二滑块12上安装第一滑道7，第一滑道7内安装第一丝杠9和第一滑块11，第一丝杠9和第一滑块11之间为螺纹配合，第一滑块11上安装立管电机13，立管安装头14安装在立管电机13转轴上，第一丝杠9和第二丝杠10均外接电机。土箱1内设有盛土层2，用来盛放模拟土壤。本装置的实验原理为，两个丝杠带动滑块运动模拟多方向的径向运动，模拟装置电机15用来控制径向运动的初始方向，立管电机13用来提供扭矩模拟立管所受到的扭转力，使被测试立管模型更加接近工程实际来采集试验数据，以便实验所得到的实验数据分析结果能更好地促进理论研究与数值分析，并由此指导立管的整体设计与分析，保证立管在深水油气开采中的安全可靠应用。应理解，实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本技术的保护范围。【主权项】1.一种钢悬链线立管实验位移模拟装置，包括土箱(1)、实验立管(3)、立管工程环境模拟装置(4)和模拟装置电机(15)，其特征在于，所述土箱(1)内壁上安装立管工程模拟装置(4)，实验立管(3)—段链接立管工程模拟装置(4)，一端固定在土箱(1)上，立管工程环境模拟装置(4)安装在模拟装置电机(15)的转轴上。2.根据权利要求1所述的一种钢悬链线立管实验位移模拟装置，其特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢悬链线立管实验位移模拟装置，包括土箱（1）、实验立管（3）、立管工程环境模拟装置（4）和模拟装置电机（15），其特征在于，所述土箱（1）内壁上安装立管工程模拟装置（4），实验立管（3）一段链接立管工程模拟装置（4），一端固定在土箱（1）上，立管工程环境模拟装置（4）安装在模拟装置电机（15）的转轴上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈侃，白兴兰，闫晓燕，宋博文，
申请(专利权)人：浙江海洋学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33