[实用新型]海洋立管涡激振动试验施加内流与顶张力的铰接接头装置

说明书

技术领域

本实用新型属于海洋立管设施铺设技术领域，具体涉及一种能够在模拟研究海洋立管涡激振动规律时，有效施加顶张力和内流的铰接接头装置。 

背景技术

海洋立管是海洋平台与海底井口间的主要连接件。作为海面与海底的一种联系通道，可用于固定式平台、浮式平台及钻探船舶等。海洋立管长细比很大，在海洋环境荷载作用下，例如风、浪、流的作用，可能发生涡激振动，从而加速其疲劳破坏。而海洋立管大多用于输送石油、天然气等易燃易爆物品，一旦发生破坏，必将引发严重的环境污染和次生灾害。 

海洋立管的主要功能有：在油井和平台之间运输流体，引导钻探或油井检修工具和管道进入油井；海洋立管是系泊系统的重要组成部分，可作为支撑备用管线；上端与平台或船舶底部的滑移节连接，下端通过万向节与海底井口连接，当平台或船舶在波浪作用下运动时，立管有足够的自由度随之运动，并在平台或船舶发生垂直震荡时改变其长度。因此，在进行海洋立管涡激振动规律的试验研究时，内流、顶张力和连接方式是必须考虑的三个因素。 

但是在目前国内进行的海洋立管模型试验中，对于立管接头的处理，仍不能很好的模拟工程实际，从而使得出的结论不具有适用性。存在的主要问题有：部分试验选择其中的一个或两个因素进行涡激振动规律的初步研究，导致得出的结论具有片面性；试验过程中虽然能够施加顶张力，但顶张力的大小随时间变化，并且不能够准确测量出其数值；立管接头并非严格的固结或者铰接，多数为半铰接状态。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，结合海洋工程中海洋立管的实际工作状况，提供一种能够在进行海洋立管涡激振动模型试验时，有效施加内流和顶张力的铰接接头装置，从而提高海洋立管涡激振动模型试验的准确性。 

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：海洋立管涡激振动试验施加内流与顶张力的铰接接头装置，包括顶座部分、轴承十字架和底座部分；顶座部分包括顶板、轴承座I和轴承；顶板中心处开孔并耕丝，试验时连接螺柱并在其上端施加拉力，从而实现施加顶张力的功能；轴承座I上部与顶板相连，下部开孔并设卡槽，嵌入轴承； 

轴承十字架包括轴承架I和轴承架II；轴承架I、轴承架II的两端比中间部分略细，使其能够恰好穿过轴承；轴承架I的中间部分加粗并开孔，使轴承架II能够恰好穿过并卡住，构成“十”字形；轴承架I与轴承座II相连，轴承架II与轴承座I相连；轴承十字架的主要功能是使得顶座与底座能够自由旋转，从而实现完全铰接的功能。 

底座部分包括底座、轴承座II和轴承；轴承座II下部与底座相连，上部开孔并设卡槽，嵌入轴承；轴承座II的功能与轴承座I的功能相同；在底座的侧面和底面分别开进出水孔和立管连接孔并耕丝，进出水孔与施加内流的进水管相连，立管连接孔与选定的立管模型相连，该部分的主要功能是连接立管模型并施加内流。 

经试验验证，本实用新型的海洋立管涡激振动试验施加内流与顶张力的铰接接头装置具有如下优点和有益效果：能够有效地实现铰接、施加内流和施加顶张力三个功能，能很好的模拟工程实际，从而得出准确的实验数据和结论。 

附图说明

图1是本实用新型海洋立管涡激振动试验施加内流与顶张力的铰接接头装置的立体结构图； 

图2是本实用新型海洋立管涡激振动试验施加内流与顶张力的铰接接头装置的立体结构图； 

图中：1、顶板；2、轴承座I；3、轴承；4、轴承架I；5、轴承架II；6、轴承座II；7、底座；8、进出水孔；9、立管连接孔。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的海洋立管涡激振动试验施加内流与顶张力的铰接接头装置作详细的说明和描述。 

如图1所示，海洋立管涡激振动试验施加内流与顶张力的铰接接头装置，包括顶座部分、轴承十字架和底座部分；顶座部分包括顶板1、轴承座I 2和轴承3；顶板1中心处开有一孔并耕丝，试验时连接螺柱并在顶板上端施加拉力，从而实现施加顶张力的功能；轴承座I 2上部与顶板1相连，下部开孔并设卡槽，嵌入轴承。 

轴承十字架包括轴承架I 4和轴承架II 5；轴承架I 4和轴承架II 5的两端比中间部分略细，使其能够恰好穿过轴承3；轴承架I 4的中间部分加粗并开孔，使轴承架II 5能够恰好穿过并卡住；轴承架I 4与轴承座II 6相连，轴承架II 5与轴承座I 2相连，该部分的主要功能是使得顶座与底座能够自由旋转，从而实现完全铰接的功能。