用于模拟海底泥石流对深水管缆作用力的试验方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于模拟海底泥石流对深水管缆作用力的试验方法及装置。该试验装置包括：泥浆生成单元、环形水槽、管缆、管缆运动单元和控制分析单元；泥浆生成单元，用于拌和泥浆，并将拌和好的泥浆注入环形水槽；环形水槽，用于承载泥浆，并为管缆提供运动空间；管缆运动单元与管缆相连接，用于固定管缆、调节管缆在环形水槽中的悬挂高度，并带动管缆以环形水槽的中心为圆心作自由圆周运动；控制分析单元与管缆和管缆运动单元均连接，用于控制管缆运动单元，并采集管缆在作自由圆周运动时所受到的作用力。该试验装置能够精确且简便地模拟海底泥石流作用于管缆的速度和加速度，便于调节管缆距离海床的悬挂高度，同时保证了管缆的持续受力时长。

Test Method and Device for Simulating the Force of Debris Flow on Deep Water Pipeline

The invention discloses a test method and device for simulating the action force of submarine debris flow on deep water pipeline cable. The test device includes: mud generating unit, annular flume, pipe and cable moving unit and control analysis unit; mud generating unit, which is used to mix mud and inject the mixed mud into annular flume; annular flume, which is used to carry mud and provide movement space for pipe and cable; pipe and cable moving unit is connected to pipe and cable, which is used to fix pipe and cable and adjust pipe and cable in annular flume. The suspension height in the flume drives the cable to move freely around the center of the circular flume. The control analysis unit is connected with the cable and the cable motion unit to control the cable motion unit and collect the force exerted by the cable when it moves freely around the flume. The test device can accurately and simply simulate the speed and acceleration of submarine debris flow acting on pipelines and cables, which is convenient to adjust the suspension height of pipelines and cables from the seabed, and ensure the sustained stress time of pipelines and cables.

【技术实现步骤摘要】
用于模拟海底泥石流对深水管缆作用力的试验方法及装置
本专利技术实施例涉及海洋工程地质
，尤其涉及用于模拟海底泥石流对深水管缆作用力的试验方法及装置。
技术介绍
海底泥石流是典型的海洋工程地质灾害之一，它对深水管缆等关键海底工程设施构成了严重的威胁。因此开展海底泥石流对深水管缆作用力的研究，可为优化管缆工程的技术方案提供可靠的设计依据。室内断面水槽试验是研究海底泥石流对深水管缆作用力的一种常用试验方法。其是采用常规的直线型斜坡水槽开展试验的，管缆通常与测力传感器相连接，将其固定在水槽的下游，且距离槽底有一定的悬挂高度。而海底泥石流则从水槽上游释放，并沿水槽斜坡向下滑动，在其下滑的过程中与管缆相互作用，测力传感器同时记录下管缆所受的作用力。在海底泥石流对深水管缆作用力的研究中，通常假设海底泥石流作用于管缆的流速几乎保持恒定，然而现有的室内断面水槽试验并不能保证这一假设的成立。同时，海底泥石流对管缆的作用力不仅与其流速有关，还与其加速度、管缆距离海床的悬挂高度有关，显然现有的室内断面水槽试验无法控制海底泥石流作用于管缆的加速度，也不便于调节管缆距离海床的悬挂高度。另外，受到现有试验装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于模拟海底泥石流对深水管缆作用力的试验装置，其特征在于，包括：泥浆生成单元、环形水槽、管缆、管缆运动单元和控制分析单元；其中，所述泥浆生成单元，用于拌和泥浆，并将拌和好的泥浆注入所述环形水槽；所述环形水槽，用于承载泥浆，并为所述管缆提供运动空间；所述管缆运动单元与所述管缆相连接，用于固定所述管缆、调节所述管缆在所述环形水槽中的悬挂高度，并带动所述管缆以所述环形水槽的中心为圆心作自由圆周运动；所述控制分析单元与所述管缆和所述管缆运动单元均连接，用于控制所述管缆运动单元，并采集所述管缆在作自由圆周运动时所受到的作用力。

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟海底泥石流对深水管缆作用力的试验装置，其特征在于，包括：泥浆生成单元、环形水槽、管缆、管缆运动单元和控制分析单元；其中，所述泥浆生成单元，用于拌和泥浆，并将拌和好的泥浆注入所述环形水槽；所述环形水槽，用于承载泥浆，并为所述管缆提供运动空间；所述管缆运动单元与所述管缆相连接，用于固定所述管缆、调节所述管缆在所述环形水槽中的悬挂高度，并带动所述管缆以所述环形水槽的中心为圆心作自由圆周运动；所述控制分析单元与所述管缆和所述管缆运动单元均连接，用于控制所述管缆运动单元，并采集所述管缆在作自由圆周运动时所受到的作用力。2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述管缆的内侧边壁到所述环形水槽的中心的距离大于或者等于100倍的所述管缆的直径。3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述管缆运动单元包括：传动杆、电机和框架，所述传动杆的一端与所述电机相连接，所述传动杆的另一端与所述框架相连接，所述传动杆上设置有杆长调节器；所述电机，用于驱动所述传动杆作自由圆周运动；所述框架，用于固定所述管缆；所述杆长调节器，用于调节所述管缆在所述环形水槽中的悬挂高度。4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述控制分析单元包括：测力传感器和处理器，所述测力传感器通过传感数据线与所述处理器相连接；所述测力传感器设置在所述框架上，且与所述管缆相连接，用于采集所述管缆在作自由圆周运动时所受到的作用力，并将采集到的作用力发送至所述处理器；所述处理器通过电机控制线与所述电机相连接，用于设置所述电机的转动角速度和角加速度，并向所述电机发送控制信号，以及对所述测力传感器采集到的作用力进行显示、分析和存储。5.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述测力传感器包括第一传感器、第二传感器和第三传感器；所述第一传感器，用于采集所述管缆在作自由圆周运动时在重力方向上受到的作用力；所述第二传感器，用于采集所述管缆在作自由圆周运动时在离心力方向上受到的作用力；所述第三传感器，用于采集所述管缆在作自由圆周运动时在切线方向上受到的作用力。6.根据权利要求1所述的试验...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱学生，徐景平，白勇，杨宇平，张怡，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东,44