海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置制造方法及图纸

本申请提供了一种海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置，装置包括：模拟平台，其上设置有沿上下方向延伸的第一贯通孔；伸缩管，其穿设于第一贯通孔内；且伸缩管能沿轴向伸缩；隔水管，其连接于伸缩管上；张力控制机构，其包括施力件和能发生形变的张力件；施力件通过张力件与伸缩管和隔水管相连，以能对隔水管施加顶部张力；测试传感器，其位于隔水管上；计算控制模块，计算控制模块与张力控制机构和测试传感器相连；计算控制模块用于根据测试传感器的检测数据对张力控制机构进行控制，进而调节顶部张力；本申请实施方式提供了一种能提高顶部张力设计的准确性的海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置。

【技术实现步骤摘要】
海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置
本申请涉及海洋石油钻井
，尤其涉及一种海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置。
技术介绍
海洋钻井隔水管是连接海底井口与钻井船的重要部件,其主要功能是提供井口防喷器与钻井船之间钻井液往返的通道,支撑辅助管线,引导钻具,作为下放与撤回井口防喷器组的载体等。而平台悬挂隔水管拖航的稳定性分析对于海洋石油钻探起着重要的作用。现有的平台软悬挂隔水管模拟装置通常简化张力器与隔水管的接触行为，不能准确地反应软悬挂方式的隔水管与张力器的接触行为，没有考虑平台偏移后造成隔水管与张力环的相互作用和隔水管倾斜对各张力器输出顶张力的分布影响。随着水深增加，隔水管总体重量更大，海洋环境更恶劣，不能准确设计有效顶张力，把握隔水管与张力器的作用机理会严重限制作业能力，并伴有重大作业风险。
技术实现思路
现有的平台软悬挂隔水管模拟装置中的隔水管张力器与隔水管之间是刚性连接；所以隔水管张力器通常向隔水管顶部施加垂直作用力,从而能模拟不存在风、海浪和海流的工况下隔水管的合理顶部张力。但是在实际的钻井过程中，为了减少隔水管在风、海浪和海流下发生弯曲的程度；隔水管张力器与隔水管之间并非刚性连接，所以现有的平台软悬挂隔水管模拟装置所得出的隔水管的顶部张力在存在风、海浪和海流的工况下不准确。有鉴于此，本申请实施方式提供了一种能提高顶部张力设计的准确性的海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置。为实现上述目的，本申请提供了如下的技术方案：一种海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置，包括：模拟平台，其上设置有沿上下方向延伸的第一贯通孔；伸缩管，其穿设于所述第一贯通孔内；且所述伸缩管能沿轴向伸缩；隔水管，其连接于所述伸缩管上；张力控制机构，其包括施力件和能发生形变的张力件；所述施力件通过所述张力件与所述伸缩管和所述隔水管相连，以能对所述隔水管施加顶部张力；测试传感器，其位于所述隔水管上；计算控制模块，所述计算控制模块与所述张力控制机构和所述测试传感器相连；所述计算控制模块用于根据所述测试传感器的检测数据对所述张力控制机构进行控制，进而调节所述顶部张力。作为一种优选的实施方式，所述伸缩管包括外筒和穿设于所述外筒内的内筒；所述内筒穿设于所述第一贯通孔内；所述外筒能在所述张力控制机构的作用下相对于所述内筒沿轴向移动。作为一种优选的实施方式，所述外筒的上端通过所述张力件与所述施力件相连；所述外筒的下端与所述隔水管相连。作为一种优选的实施方式，所述外筒和内筒之间形成有环形空间；所述环形空间内设置有密封填料。作为一种优选的实施方式，所述张力件为固定套设于所述外筒上的张力环；所述施力件为与所述张力环相连的液压杆。作为一种优选的实施方式，所述张力件穿设于所述外筒内；所述内筒穿设于所述张力环内。作为一种优选的实施方式，所述模拟平台上还设置有卡盘模块和万向节模块；所述万向节模块位于所述卡盘模块与所述模拟平台之间；所述卡盘模块用于夹持所述内筒；所述万向节模块用于支撑所述卡盘模块并能调节所述卡盘模块的各个方向的倾斜角度。作为一种优选的实施方式，所述隔水管外固定套设有多个高度不同的固定环，每个所述固定环上设置有所述测试传感器，所述测试传感器包括应力传感器以及位置传感器。作为一种优选的实施方式，还包括：伺服控制系统，所述计算控制模块、所述万向节模块、所述张力控制机构均与所述伺服控制系统电连接，所述计算控制模块用于收集所述应力传感器和所述位置传感器的检测数据；所述伺服控制系统用于对所述检测数据进行分析，以能对所述万向节模块和所述张力控制机构进行控制；进而调节所述倾斜角度和所述顶部张力。作为一种优选的实施方式，所述模拟平台上安装有滑轨，所述张力控制机构和所述万向节模块均安装在所述滑轨上，且所述张力控制机构围设在所述万向节模块的外侧；所述张力控制机构和所述万向节模块均能在所述滑轨上进行水平滑动。借由以上的技术方案，本申请实施方式所述的海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置通过设置模拟平台、伸缩管、隔水管、张力控制机构、测试传感器和计算控制模块使得张力件能缓冲隔水管所受到的冲击力；进而减少隔水管的弯曲程度；进而符合现实的工况。并通过测试传感器测量出隔水管在水流或者海流中的位移和应力，且计算控制模块根据该测试传感器的检测数据对张力控制机构进行控制，进而调节顶部张力；从而得出最合理的顶部张力。因此，本申请实施方式提供了一种能提高顶部张力设计的准确性的海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：图1为本申请实施方式的海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置的结构示意图；图2为本申请实施方式的海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置的伸缩管的示意图；图3为本申请实施方式的海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置的固定环的示意图；图4为本申请实施方式的海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置的万向节模块和卡盘模块的正视图；图5为本申请实施方式的海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置的卡盘模块的俯视图。附图标记说明：11、模拟平台；13、伸缩管；15、隔水管；17、张力控制机构；19、施力件；21、张力件；22、计算控制模块；23、测试传感器；25、外筒；27、内筒；31、卡盘模块；32、万向节模块；33、固定环；34、应力传感器；35、位置传感器；36、滑轨；37、基座；41、支撑板；43、缸筒；52、活塞；53、连接杆；54、弹簧；55、第一锁紧部；61、第二锁紧部；63、伺服控制系统；65、器皿；67、水平面；69、底座；71、夹齿；73、液压单元。具体实施方式下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。请参阅图1至图5，本实施方式所提供的一种海洋钻井隔水管15软悬挂模拟试验装置，包括：模拟平台11，其上设置有沿上下方向延伸的第一贯通孔；伸缩管13，其穿设于所述第一贯通孔内；且所述伸缩管13能沿轴向伸缩；隔水管15，其连接于所述伸缩管13的下端；张力控制机构17，其包括施力件19和能发生形变的张力件21；所述施力件19通过所述张力件21与所述伸缩管13和所述隔水管15相连，以能对所述隔水管15施加顶部张力；测试传感器23，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置，其特征在于，包括：/n模拟平台，其上设置有沿上下方向延伸的第一贯通孔；/n伸缩管，其穿设于所述第一贯通孔内；且所述伸缩管能沿轴向伸缩；/n隔水管，其连接于所述伸缩管上；/n张力控制机构，其包括施力件和能发生形变的张力件；所述施力件通过所述张力件与所述伸缩管和所述隔水管相连，以能对所述隔水管施加顶部张力；/n测试传感器，其位于所述隔水管上；/n计算控制模块，所述计算控制模块与所述张力控制机构和所述测试传感器相连；所述计算控制模块用于根据所述测试传感器的检测数据对所述张力控制机构进行控制，进而调节所述顶部张力。/n

【技术特征摘要】
1.一种海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置，其特征在于，包括：
模拟平台，其上设置有沿上下方向延伸的第一贯通孔；
伸缩管，其穿设于所述第一贯通孔内；且所述伸缩管能沿轴向伸缩；
隔水管，其连接于所述伸缩管上；
张力控制机构，其包括施力件和能发生形变的张力件；所述施力件通过所述张力件与所述伸缩管和所述隔水管相连，以能对所述隔水管施加顶部张力；
测试传感器，其位于所述隔水管上；
计算控制模块，所述计算控制模块与所述张力控制机构和所述测试传感器相连；所述计算控制模块用于根据所述测试传感器的检测数据对所述张力控制机构进行控制，进而调节所述顶部张力。


2.根据权利要求1所述的海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置，其特征在于：所述伸缩管包括外筒和穿设于所述外筒内的内筒；所述内筒穿设于所述第一贯通孔内；所述外筒能在所述张力控制机构的作用下相对于所述内筒沿轴向移动。


3.根据权利要求2所述的海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置，其特征在于：所述外筒的上端通过所述张力件与所述施力件相连；所述外筒的下端与所述隔水管相连。


4.根据权利要求2所述的海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置，其特征在于，所述外筒和内筒之间形成有环形空间；所述环形空间内设置有密封填料。


5.根据权利要求2所述的海洋钻井隔水管软悬挂模拟试验装置，其特征在于，所述张力件为固定套设于所述外筒上的张力环；所述施力件为与所述张力环相连的液压杆。
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨进，宋宇，孙挺，王欢欢，王俊翔，汪文星，杨国栋，张灿，侯欣欣，孟令雨，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11