海底管道铺设残余变形模拟装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海底管道铺设残余变形模拟装置及方法，涉及管道铺管试验技术领域，海底管道铺设残余变形模拟装置包括主体、电机模块、数据采集模块及用于铺设管道的轨道模块；主体上设有一级平台及二级平台，一级平台的水平高度高于二级平台的水平高度；轨道模块包括弧形导轨及基座，弧形导轨的顶部伸出基座并可拆卸连接于一级平台上，基座的底部可拆卸连接于二级平台上，且弧形导轨的末端伸出二级平台或弧形导轨的末端与二级平台的末端在竖直方向上齐平；电机模块用于驱动铺设于弧形导轨上的管道；数据采集模块用于实时采集弧形导轨上的管道的变形数据。本发明专利技术可有效模拟海底管道铺设过程中的应力应变状态，测量管道铺设后的残余应力水平。后的残余应力水平。后的残余应力水平。

【技术实现步骤摘要】
海底管道铺设残余变形模拟装置及方法


[0001]本专利技术涉及管道铺管试验
，尤其涉及一种海底管道铺设残余变形模拟装置及一种海底管道铺设残余变形模拟方法。

技术介绍

[0002]近几年，中国海洋石油、天然气开发不断取得新进展，油气产量逐年增加。海上开采出的石油天然气主要靠管道进行输送，海底管道成为深水油气田开发工程建设的一个重要组成部分，海洋管道铺设技术在油气集输中的作用越来越重要。
[0003]然而，受涌浪等复杂海况影响，海底管道复杂环境下的铺设作业始终是海上油气田开发工程面临的一大难题。但是，目前尚未有针对海底管道铺设残余变形模拟装置及方法，研究人员无法在实验室内对海底管道铺设残余变形进行研究，综上，对于铺管状态下的管道形态模拟已成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种海底管道铺设残余变形模拟装置及方法，可有效模拟海底管道铺设过程中的应力应变状态。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种海底管道铺设残余变形模拟装置，包括主体、电机模块、数据采集模块及用于铺设管道的轨道模块；所述主体上设有一级平台及二级平台，所述一级平台的水平高度高于所述二级平台的水平高度以使所述主体形成阶梯状结构；所述轨道模块包括弧形导轨及用于支撑所述弧形导轨的基座，所述弧形导轨的顶部伸出所述基座并可拆卸连接于所述一级平台上，所述基座的底部可拆卸连接于所述二级平台上，且所述弧形导轨的末端伸出所述二级平台或所述弧形导轨的末端与所述二级平台的末端在竖直方向上齐平；所述电机模块用于驱动铺设于所述弧形导轨上的所述管道，以使所述管道沿所述弧形导轨移动；所述数据采集模块设于所述管道外壁上，用于实时采集所述弧形导轨上的所述管道的残余变形数据。
[0006]作为上述方案的改进，所述一级平台上设有基准导轨座，所述弧形导轨的顶部可拆卸连接于所述基准导轨座上；所述二级平台上设有至少一个定点导轨座，所述基座的底部可拆卸连接于至少一个所述定点导轨座上。
[0007]作为上述方案的改进，所述弧形导轨的顶部设有基准定位滑轮，所述基准定位滑轮可嵌于所述基准导轨座上并能在所述基准导轨座内调整位置，以使所述弧形导轨的顶部连接于所述一级平台上；所述基座的底部设有定点定位滑轮，所述定点定位滑轮可嵌于所述定点导轨座上并能在所述基准导轨座内调整位置，以使基座的底部连接于所述二级平台上。
[0008]作为上述方案的改进，所述二级平台包括可拆卸连接的基准平台及延伸平台，基准平台及延伸平台的水平高度相同。
[0009]作为上述方案的改进，所述一级平台上设有水平导轨，所述水平导轨用于限制所
述管道在所述一级平台上的位置。
[0010]作为上述方案的改进，所述电机模块包括第一电机及第二电机，所述第一电机用于牵引所述管道的起始端，所述第二电机用于牵引所述管道的尾端。
[0011]作为上述方案的改进，所述电机模块还包括垂直轨道，所述第一电机设于所述垂直轨道上并能沿所述垂直轨道上下移动，以调整所述第一电机的水平高度。
[0012]作为上述方案的改进，所述海底管道铺设残余变形模拟装置包括多条轨道模块，每条轨道模块中的弧形导轨的曲率半径不同。
[0013]相应地，本专利技术还提供了一种海底管道铺设残余变形模拟方法，包括：选取轨道模块，并将所述轨道模块固定于所述主体上，其中，所述轨道模块的弧形导轨的顶部可拆卸连接于所述一级平台上，所述轨道模块的基座的底部可拆卸连接于所述二级平台上；根据预设的管道脱离角，调整电机模块的位置；将管道铺设于所述弧形导轨上，并使电机模块与所述管道连接；启动电机模块，所述电机模块驱动所述管道，以使所述管道在所述弧形导轨上匀速移动；驱动数据采集模块，以实时采集所述管道的残余变形数据。
[0014]作为上述方案的改进，所述二级平台包括可拆卸连接的基准平台及延伸平台，基准平台及延伸平台的水平高度相同，所述将所述轨道模块固定于所述主体上的方法包括：当所述轨道模块的水平长度小于所述基准平台及延伸平台的总长度时，拆除所述延伸平台，再将所述轨道模块固定于所述二级平台上，以使所述轨道模块的弧形导轨的末端伸出所述二级平台或所述弧形导轨的末端与所述二级平台的末端在竖直方向上齐平；当所述轨道模块的水平长度大于或等于所述基准平台及延伸平台的总长度时，直接将所述轨道模块固定于所述二级平台上
[0015]实施本专利技术，具有如下有益效果：
[0016]本专利技术将主体、电机模块、数据采集模块及轨道模块相结合，形成结构独特的海底管道铺设残余变形模拟装置；
[0017]同时，本专利技术通过数据采集模块实时采集管道的残余变形数据，便于对管道铺设过程的各项数据及管道的各方面损坏程度数据进行有效跟踪，实用性强、准确性高；
[0018]进一步，本专利技术可通过基准定位滑轮、定点定位滑轮、垂直轨道、水平导轨及弧形导轨的相互配合下，使管道变形更符合工程实际效果。
附图说明
[0019]图1是本专利技术海底管道铺设残余变形模拟装置的结构示意图；
[0020]图2是本专利技术海底管道铺设残余变形模拟装置中主体的结构示意图；
[0021]图3是本专利技术海底管道铺设残余变形模拟装置中轨道模块的结构示意图；
[0022]图4是本专利技术海底管道铺设残余变形模拟装置中主体的另一结构示意图；
[0023]图5是本专利技术海底管道铺设残余变形模拟装置中轨道模块的另一结构示意图；
[0024]图6是本专利技术海底管道铺设残余变形模拟装置中基准定位滑轮及定点定位滑轮的结构示意图；
[0025]图7是本专利技术海底管道铺设残余变形模拟装置中主体的又一结构示意图；
[0026]图8是本专利技术海底管道铺设残余变形模拟方法的结构示意图；
[0027]图9是本专利技术海底管道铺设残余变形模拟装置的另一结构示意图；
[0028]图10是本专利技术海底管道铺设残余变形模拟装置的又一的结构示意图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述。仅此声明，本专利技术在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本专利技术的附图为基准，其并不是对本专利技术的具体限定。
[0030]如图1～图3所示，本专利技术海底管道铺设残余变形模拟装置包括主体1、电机模块、数据采集模块3及轨道模块4。具体地：
[0031]主体1用于固定轨道模块4，如图2所示，主体1上设有一级平台11及二级平台12，一级平台11的水平高度高于二级平台12的水平高度以使主体1形成阶梯状结构；优选地，主体1可采用桁架结构，可在实现有效承重的同时，节省用料、降低重量，能适应较大的跨度。
[0032]轨道模块4用于铺设管道5，如图3所示，轨道模块4包括弧形导轨41及用于支撑弧形导轨41的基座42，弧形导轨41固定于基座42的上方以使轨道模块4形成近似扇形的结构，优选地，基座42也可采用桁架结构，可在实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海底管道铺设残余变形模拟装置，其特征在于，包括主体、电机模块、数据采集模块及用于铺设管道的轨道模块；所述主体上设有一级平台及二级平台，所述一级平台的水平高度高于所述二级平台的水平高度以使所述主体形成阶梯状结构；所述轨道模块包括弧形导轨及用于支撑所述弧形导轨的基座，所述弧形导轨的顶部伸出所述基座并可拆卸连接于所述一级平台上，所述基座的底部可拆卸连接于所述二级平台上，且所述弧形导轨的末端伸出所述二级平台或所述弧形导轨的末端与所述二级平台的末端在竖直方向上齐平；所述电机模块用于驱动铺设于所述弧形导轨上的所述管道，以使所述管道沿所述弧形导轨移动；所述数据采集模块设于所述管道外壁上，用于实时采集所述弧形导轨上的所述管道的残余变形数据。2.如权利要求1所述的海底管道铺设残余变形模拟装置，其特征在于，所述一级平台上设有基准导轨座，所述弧形导轨的顶部可拆卸连接于所述基准导轨座上；所述二级平台上设有至少一个定点导轨座，所述基座的底部可拆卸连接于至少一个所述定点导轨座上。3.如权利要求2所述的海底管道铺设残余变形模拟装置，其特征在于，所述弧形导轨的顶部设有基准定位滑轮，所述基准定位滑轮可嵌于所述基准导轨座上并能在所述基准导轨座内调整位置，以使所述弧形导轨的顶部连接于所述一级平台上；所述基座的底部设有定点定位滑轮，所述定点定位滑轮可嵌于所述定点导轨座上并能在所述基准导轨座内调整位置，以使基座的底部连接于所述二级平台上。4.如权利要求1所述的海底管道铺设残余变形模拟装置，其特征在于，所述二级平台包括可拆卸连接的基准平台及延伸平台，基准平台及延伸平台的水平高度相同。5.如权利要求1所述的海底管道铺设残余变形模拟装置，其特征在于，所述一级平台上设有水平导轨，所述水平导轨用于限制所述管道在所述一级平台上的位置。6.如权利要求1所述的海...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢鹏，常江涛，莫凯旋，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：