一种拖网板事故对海底管道损伤的试验系统及试验方法技术方案

本文提供了一种拖网板事故对海底管道损伤的试验系统及试验方法，其中系统包括管道模型、拖网板模型、控制系统、调节系统以及与控制系统相连接的动力系统和测量系统；管道模型位于试验槽内，拖网板模型位于试验槽内并与动力系统相连；动力系统设置在试验槽的顶部用于驱动拖网板模型移动；调节系统设置在拖网板模型和/或管道模型上用于调节两者间的相对位置以使拖网板模型相对于管道模型移动时发生事故；测量系统用于获取发生事故时的试验数据；控制系统用于发送控制指令至动力系统。本文能够对拖网板模型与管道模型间的不同类型、不同事故类型、不同相对位置等进行试验，试验范围广泛；便于组装拆卸；以及能够提高试验效率和准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种拖网板事故对海底管道损伤的试验系统及试验方法


[0001]本文涉及海洋油气工程
，尤其是一种拖网板事故对海底管道损伤的试验系统及试验方法。

技术介绍

[0002]二十一世纪是海洋的世纪，海洋是新世纪人类赖以发展的新的重要的资源空间，加快进行海洋开发已经成为各个海洋国家的共识。以石油天然气为代表的传统海洋资源，其开发技术日臻完善并不断深入拓展，天然气水合物、海底矿藏等新型海洋资源也愈发引起工程开发者的重视。在海洋资源开发技术中，海底管道发挥着不可替代的作用，为保证经济效益和工程开发的持续进行提供了基础性条件。
[0003]然而，复杂的海洋环境，频繁的人类活动，使得日益庞大的海底管道系统随时面临着安全运行的风险和挑战。一旦发生管道结构损伤或破裂泄漏事故，很有可能会引发难以估量的环境污染、经济损失以及巨大的社会不良影响。根据以往发生管道损伤事故统计资料，渔船拖网作业导致海底管道发生损伤占海底管道第三方事故损伤的百分之三十以上，并且随着海底管道的大力建设，部分海底管道延伸到了传统的渔业区。由于海上渔业作业的不确定性以及海上定位的困难，在近海位置渔业过程中容易出现拖网板与海底管道撞击、拖越、钩挂的情况。为了更好的探明海底管道在受到撞击、拖越、钩挂后的损伤情况，亟需提供一种拖网板事故对海底管道损伤的试验系统及试验方法。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的上述问题，本文的目的在于，提供一种拖网板事故对海底管道损伤的试验系统及试验方法，以解决现有技术中对管道在被渔业的拖网板撞击、拖越和钩挂后伤损情况不易判定的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本文的具体技术方案如下：
[0006]一方面，本文提供一种拖网板事故对海底管道损伤的试验系统，包括试验槽、管道模型、拖网板模型、控制系统、动力系统、调节系统和测量系统；
[0007]所述管道模型位于所述试验槽内，所述拖网板模型位于所述试验槽内并与所述动力系统相连；
[0008]所述动力系统设置在所述试验槽的顶部且与所述控制系统相连，所述动力系统用于在所述控制系统的控制下驱动所述拖网板模型相对于所述管道模型移动；
[0009]所述调节系统设置在所述拖网板模型和/或所述管道模型上并与所述控制系统相连，用于调节所述拖网板模型与所述管道模型之间的相对位置，以使所述拖网板模型相对于所述管道模型移动时与所述管道模型发生事故；
[0010]所述测量系统与控制系统相连，用于获取所述拖网板模型与所述管道模型发生事故时的试验数据并将所述试验数据发送至所述控制系统；
[0011]所述控制系统用于发送控制指令至所述动力系统，以及发送所述试验数据至处理
设备。
[0012]具体地，所述动力系统包括电机、传动组件、同步带、同步带导轨和滑块；
[0013]所述电机与所述控制系统相连接，所述传动组件的一端设置于所述电机上，所述传动组件的另一端设置有所述同步带，所述同步带设置在所述同步带导轨上，所述同步带导轨设置在所述试验槽的顶部并与所述管道模型非平行设置，所述滑块的一端与所述同步带相接，所述滑块的另一端与所述拖网板模型相连，所述电机在所述控制系统的控制下正转或反转，进而促进所述同步带转动以带动所述拖网板模型沿所述同步带导轨移动。
[0014]进一步地，所述试验槽相对的两侧分别设置有一个支撑台，所述同步带导轨跨接连接在所述支撑台上，所述电机设置在其中一个支撑台上；
[0015]每个所述支撑台均包括相连接的支撑板和支撑柱，所述支撑柱的高度与所述试验槽的高度相适配，所述控制系统设置在任意一个所述支撑板上。
[0016]具体地，所述测量系统包括第一加速度传感器、撞击力传感器、第二加速度传感器、三维力传感器、应变片和激光位移传感器；所述第一加速度传感器和所述撞击力传感器均设置在所述拖网板模型上；所述第二加速度传感器、所述三维力传感器和所述应变片均设置在所述管道模型上；所述激光位移传感器设置在所述试验槽内壁上。
[0017]进一步地，所述拖网板模型包括拖网板主体和撞击头；
[0018]所述撞击头与所述拖网板主体之间设置有所述撞击力传感器；所述拖网板主体上设有固定座，所述固定座用于与连接件相连接，所述连接件远离所述固定座的一端与所述滑块相连，所述第一加速度传感器设置在所述固定座处。
[0019]更进一步地，所述管道模型包括管道主体和管道安装辅助块；
[0020]所述管道安装辅助块设置在所述管道主体的两端，所述管道安装辅助块用于限制所述管道主体滚动；所述第二加速度传感器、所述三维力传感器和所述应变片均设置在所述管道主体上。
[0021]优选地，所述管道模型还包括管道承载支柱，所述管道主体通过所述管道安装辅助块和所述管道承载支柱安装在所述试验槽的底部。
[0022]具体地，所述调节系统包括第一调节组件和第二调节组件；
[0023]所述第一调节组件连接所述拖网板模型，用于调节所述拖网板模型的高度和/或角度，进而实现对所述拖网板模型与所述管道模型之间相对位置的调节；
[0024]所述第二调节组件设置在所述管道承载支柱上，用于调节所述管道模型的高度，进而实现对所述拖网板模型与所述管道模型之间相对位置的调节。
[0025]优选地，所述试验槽还设有观察窗；所述试验槽内还填充有海水和/或海底土壤。
[0026]另一方面，本文还提供一种拖网板事故对海底管道损伤的试验方法，应用于上述技术方案所提供的试验系统，所述方法包括：
[0027]接收试验条件设计数据，其中，所述试验条件设计数据包括：所述拖网板模型与所述管道模型之间的相对位置、所述拖网板模型的质量、所述管道模型的质量以及所述拖网板模型与所述管道模型发生事故时的速度；
[0028]利用所述调节系统按照试验条件设计数据中的相对位置，调节所述拖网板模型与所述管道模型的相对位置；
[0029]利用所述控制系统为所述动力系统提供指令，以使所述动力系统驱动所述拖网板
模型相对于所述管道模型移动，进而发生事故；
[0030]利用所述测量系统于发生事故时测得的试验数据和所述试验条件设计数据建立拖网板事故对海底管道的损伤模型。
[0031]采用上述技术方案，本文提供的一种拖网板事故对海底管道损伤的试验系统及试验方法，能够对不同种类的拖网板模型、不同种类的管道、拖网板模型与管道模型间的不同事故类型、拖网板模型与管道模型间的不同相对位置等进行试验，试验范围广泛全面；各部件集成化模块化程度高，便于组装和拆卸；并通过控制系统实现控制，实现半自动化或全自动化，提高试验效率和准确性，对管道的结构损伤变形规律提供重要的指导作用。
[0032]为让本文的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本文实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拖网板事故对海底管道损伤的试验系统，其特征在于，包括试验槽、管道模型、拖网板模型、控制系统、动力系统、调节系统和测量系统；所述管道模型位于所述试验槽内，所述拖网板模型位于所述试验槽内并与所述动力系统相连；所述动力系统设置在所述试验槽的顶部且与所述控制系统相连，所述动力系统用于在所述控制系统的控制下驱动所述拖网板模型相对于所述管道模型移动；所述调节系统设置在所述拖网板模型和/或所述管道模型上并与所述控制系统相连，用于调节所述拖网板模型与所述管道模型之间的相对位置，以使所述拖网板模型相对于所述管道模型移动时与所述管道模型发生事故；所述测量系统与控制系统相连，用于获取所述拖网板模型与所述管道模型发生事故时的试验数据并将所述试验数据发送至所述控制系统；所述控制系统用于发送控制指令至所述动力系统，以及发送所述试验数据至处理设备。2.根据权利要求1所述的试验系统，其特征在于，所述动力系统包括电机、传动组件、同步带、同步带导轨和滑块；所述电机与所述控制系统相连接，所述传动组件的一端设置于所述电机上，所述传动组件的另一端设置有所述同步带，所述同步带设置在所述同步带导轨上，所述同步带导轨设置在所述试验槽的顶部并与所述管道模型非平行设置，所述滑块的一端与所述同步带相接，所述滑块的另一端与所述拖网板模型相连，所述电机在所述控制系统的控制下正转或反转，进而促进所述同步带转动以带动所述拖网板模型沿所述同步带导轨移动。3.根据权利要求2所述的试验系统，其特征在于，所述试验槽相对的两侧分别设置有一个支撑台，所述同步带导轨跨接连接在所述支撑台上，所述电机设置在其中一个支撑台上；每个所述支撑台均包括相连接的支撑板和支撑柱，所述支撑柱的高度与所述试验槽的高度相适配，所述控制系统设置在任意一个所述支撑板上。4.根据权利要求2所述的试验系统，其特征在于，所述测量系统包括第一加速度传感器、撞击力传感器、第二加速度传感器、三维力传感器、应变片和激光位移传感器；所述第一加速度传感器和所述撞击力传感器均设置在所述拖网板模型上；所述第二加速度传感器、所述三维力传感器和所述应变片均设置在所述管道模型上；所述激光位移传感器设...

【专利技术属性】
技术研发人员：段梦兰，杨仁杰，赖钟恒，刘永凯，高松林，王鑫洋，王进佳，杨雪琦，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：