海底管道模擬撞擊試驗系統技術方案

本發明專利技術為一種海底管道模擬撞擊試驗系統，該試驗系統包括橫跨土池設置的門形支撐架；土池內設模擬海底管線的管道；門形支撐架的橫梁上設有能沿橫梁平移的移動座，由移動座向橫梁下方垂直延伸設有滑動導軌；移動座上設有提升絞車，提升絞車下端懸掛有沿滑動導軌滑動設置的模擬撞擊物體；海底管道位于門形支撐架橫梁的正下方；海底管道一端連接有一固定支撐架，另一端順序連接有一加載軸向載荷裝置和一平移支撐架；海底管道為一密封管體，海底管道的一端連接有一加載內壓裝置。該模擬試驗系統能夠在管道預加軸向載荷及內壓條件下，對管道進行受落物撞擊試驗模擬，可以對管道在不同長度、埋設深度、撞擊位置和撞擊接觸面形狀的情況進行模擬撞擊試驗。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是關于海洋工程技術中一種海底管道的撞擊實驗裝置，尤其涉及一種用于模擬海底管道多種條件下受撞擊的海底管道模擬撞擊試驗系統。
技術介紹
進入20世紀中期以后，石油資源短缺的問題在經濟快速發展的現代社會日益凸顯。隨著海洋開采范圍的日益擴大,深海石油開發已成為石油工業的重要前沿陣地。與此同時，我國船舶運輸業、漁業都取得長足進步。在船舶運輸方面，隨著沿海港口數量和泊位日益增加，船舶噸位越來越大，意外的拋錨作業也越來越頻繁；在漁業生產方面，漁業作業區域越來越密集，在部分海域內，漁業養殖作業區域與海底管線的鋪設區域產生交疊，并且漁業船舶在海上作業隨意性比較強，以上這些因素都會給海底管線帶來一定的風險。因此，有必要在海底管線掩埋深度的設計和落物對海底管道撞擊等方面的研究做更多的工作。所以迫切的需要專利技術一種海底管道模擬撞擊試驗系統。目前，國內對受損海底管道的強度分析方面的研究不多，相應針對海底管道模擬撞擊的試驗系統很少。現有的試驗系統大多是將海底管道置于剛性地面上，且沒有對海底管道預加載上軸向載荷模擬實際工況；缺少對海底管道不同長度、不同埋設深度和不同撞擊位置進行試驗的綜合試驗系統。由此，本專利技術人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種海底管道模擬撞擊試驗系統，以克服現有技術的缺陷。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種海底管道模擬撞擊試驗系統，能夠在海底管道預加軸向載荷及內壓條件下，對海底管道在受落物撞擊的情況下進行試驗模擬。本專利技術的另一目的在于提供一種海底管道模擬撞擊試驗系統，可以對管道在不同長度、埋設深度、撞擊位置和撞擊接觸面的情況下進行模擬撞擊試驗。本專利技術的又一目的在于提供一種海底管道模擬撞擊試驗系統，該模擬試驗系統結構簡單，安裝拆除方便，經濟適用，各組成部分可以被重復利用，大大降低試驗成本。本專利技術的目的是這樣實現的，一種海底管道模擬撞擊試驗系統，該試驗系統包括有土池和橫跨土池設置的門形支撐架；土池內設有模擬海底管線的海底管道；門形支撐架的橫梁上設有能沿橫梁平移的移動座，由所述移動座向橫梁下方垂直延伸設有滑動導軌；所述移動座上設有提升絞車，提升絞車下端懸掛有模擬撞擊物體，該模擬撞擊物體沿滑動導軌滑動設置；所述海底管道位于門形支撐架橫梁的正下方且與橫梁平行設置；海底管道一端連接有一固定支撐架，海底管道另一端順序連接有一加載軸向載荷裝置和一平移支撐架；所述海底管道為一密封管體，海底管道的一端連接有一加載內壓裝置。在本專利技術的一較佳實施方式中，所述土池內填充有用于模擬柔軟海床的土壤；所述海底管道埋設在該土壤中。在本專利技術的一較佳實施方式中，所述加載內壓裝置包括一液壓泵站，該液壓泵站通過管路和快速接頭連接于海底管道的一端。在本專利技術的一較佳實施方式中，所述模擬撞擊物體包括有鐵箱，鐵箱頂部設有能懸掛于提升絞車的掛鉤，鐵箱底部設有撞擊壓頭；所述鐵箱上還設有與滑動導軌滑動連接的滑動基座；所述撞擊壓頭為楔形、錐形、圓弧性或圓臺形。在本專利技術的一較佳實施方式中，所述滑動基座由滑輪板構成，滑輪板上設有滑設于滑動導軌中的滑輪。在本專利技術的一較佳實施方式中，所述加載軸向載荷裝置為一單出桿活塞缸，單出桿活塞缸的缸體固定于所述平移支撐架，單出桿活塞缸的活塞桿固定于海底管道的另一端；所述平移支撐架包括一豎直設置的支撐體，該支撐體的一側連接單出桿活塞缸的缸體，該支撐體的另一側通過一連桿連接一水平滑座，該水平滑座滑動地設置在一水平基座中；所述水平滑座與水平基座之間設有定位和固定結構。在本專利技術的一較佳實施方式中，海底管道一端通過一法蘭固定連接于固定支撐架，單出桿活塞缸的缸體通過另一法蘭固定連接于平移支撐架。在本專利技術的一較佳實施方式中，所述水平基座上設有導向軌道，所述導向軌道與海底管道軸向平行設置；所述水平滑座上設有多個與導向軌道配合移動的滾輪。在本專利技術的一較佳實施方式中，鄰近海底管道另一端的管體上設有一豎直設置的拉桿，所述拉桿上端能平移地連接于橫梁上，所述拉桿下端通過卡箍能拆卸地連接于管體。在本專利技術的一較佳實施方式中，所述拉桿由上拉桿和下拉桿相對固定連接構成；所述上、下拉桿之間設有伸縮調節裝置。由上所述，本專利技術是一種考慮土壤柔性作用的多功能海底管道模擬撞擊試驗系統，該模擬試驗系統不僅能夠在海底管道預加軸向載荷及內壓條件下，對海底管道進行受落物撞擊試驗模擬，同時可以對海底管道在不同長度、埋設深度、撞擊位置和撞擊接觸面形狀的情況進行模擬撞擊試驗；該模擬試驗系統結構簡單，操作便捷，安裝拆卸方便，經濟適用，各組成部分可以被重復利用，大大降低了試驗成本；能夠實現上述多種條件下的復合海底管道撞擊模擬試驗。附圖說明以下附圖僅旨在于對本專利技術做示意性說明和解釋，并不限定本專利技術的范圍。其中：圖1A：為本專利技術海底管道模擬撞擊試驗系統立體結構示意圖；圖1B：為本專利技術海底管道模擬撞擊試驗系統主視示意圖；圖1C：為本專利技術海底管道模擬撞擊試驗系統俯視示意圖；圖2：為本專利技術中固定支撐架的結構示意圖；圖3：為本專利技術中平移支撐架的結構示意圖；圖4：為本專利技術中加載內壓裝置的結構示意圖；圖5：為本專利技術中模擬撞擊物體與滑動導軌滑動連接的結構示意圖。附圖標號：100:海底管道模擬撞擊試驗系統；1:土池；2:門形支撐架；21:橫梁；22:拉桿；221:上拉桿；222:下拉桿223:卡箍；3:移動座；31:滑動導軌；32：提升絞車；4:模擬撞擊物體；41:鐵箱；42:撞擊壓頭；43:滑動基座；5:固定支撐架；6:平移支撐架；61:支撐體；62:連桿；63:水平滑座；631:滾輪；64:水平基座；641:導向軌道；642:螺紋孔；65:螺栓；7:加載內壓裝置；71:液壓泵站；72:管路；73:快速接頭；8:單出桿活塞缸；81:缸體；82:活塞桿；9:海底管道；具體實施方式為了對本專利技術的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明本發明的具體實施方式。如圖1A、圖1B、圖1C所示，本專利技術提出一種海底管道模擬撞擊試驗系統100，該試驗系統100包括有土池1和橫跨土池1設置的門形支撐架2；土池1內設有模擬海底管線的海底管道9；土池內填充有用于模擬柔軟海床的土壤，所述海底管道埋設在該土壤中；門形支撐架2的橫梁21上設有能沿橫梁21平移的移動座3，由所述移動座3向橫梁21下方垂直延伸設有滑動導軌31；所述移動座3上設有提升絞車32，提升絞車32下端懸掛有模擬撞擊物體4，該模擬撞擊物體4沿本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種海底管道模擬撞擊試驗系統，其特征在于：該試驗系統包括有土池和橫跨土池設置的門形支撐架；土池內設有模擬海底管線的海底管道；門形支撐架的橫梁上設有能沿橫梁平移的移動座，由所述移動座向橫梁下方垂直延伸設有滑動導軌；所述移動座上設有提升絞車，提升絞車下端懸掛有模擬撞擊物體，該模擬撞擊物體沿滑動導軌滑動設置；所述海底管道位于門形支撐架橫梁的正下方且與橫梁平行設置；海底管道一端連接有一固定支撐架，海底管道另一端順序連接有一加載軸向載荷裝置和一平移支撐架；所述海底管道為一密封管體，海底管道的一端連接有一加載內壓裝置。

【技術特征摘要】
1.一種海底管道模擬撞擊試驗系統，其特征在于：該試驗系統包括有土池和橫跨土池
設置的門形支撐架；土池內設有模擬海底管線的海底管道；門形支撐架的橫梁上設有能沿
橫梁平移的移動座，由所述移動座向橫梁下方垂直延伸設有滑動導軌；所述移動座上設有
提升絞車，提升絞車下端懸掛有模擬撞擊物體，該模擬撞擊物體沿滑動導軌滑動設置；所述
海底管道位于門形支撐架橫梁的正下方且與橫梁平行設置；海底管道一端連接有一固定支
撐架，海底管道另一端順序連接有一加載軸向載荷裝置和一平移支撐架；所述海底管道為
一密封管體，海底管道的一端連接有一加載內壓裝置。
2.如權利要求1所述的海底管道模擬撞擊試驗系統，其特征在于：所述土池內填充有用
于模擬柔軟海床的土壤；所述海底管道埋設在該土壤中。
3.如權利要求1所述的海底管道模擬撞擊試驗系統，其特征在于：所述加載內壓裝置包
括一液壓泵站，該液壓泵站通過管路和快速接頭連接于海底管道的一端。
4.如權利要求1所述的海底管道模擬撞擊試驗系統，其特征在于：所述模擬撞擊物體包
括有鐵箱，鐵箱頂部設有能懸掛于提升絞車的掛鉤，鐵箱底部設有撞擊壓頭；所述鐵箱上還
設有與滑動導軌滑動連接的滑動基座；所述撞擊壓頭為楔形、錐形、圓弧性或圓臺形。
5.如權利要求4所述的海底管道模擬撞擊試驗系統，其特征在于：所述滑動基座由滑輪...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王懿，段夢蘭，彭超，田潤紅，趙毅，
申請(專利權)人：中國石油大學北京，
類型：發明
國別省市：北京;11