[发明专利]海上钻井用隔水管试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道试验装置，尤其是一种海上钻井用隔水管试验装置。

背景技术

在海上实施钻井时，需要在海底井口与海面钻井平台之间安装隔水管，以建立泥浆从海底井口返回海面钻井平台的通道，隔水管的长度取决于海水深度，深者可达数千米。隔水管浸没在海水中，要承受自重、洋流冲击力、浮力、外部海水及内部泥浆压力、钻具接触碰撞力等复杂多变的载荷，工况极为恶劣；同时隔水管组件是一组由六根压力管线组成的管束，即由一根主隔水管，及排列在主隔水管四周的五根尺寸和压力级别均不同的辅管（两根液压管线、压井管线、H级泥浆管线和节流管线）组成，且管束两端焊接有法兰，以实现隔水管组件与组件之间的轴向串联。因而，在生产过程中，必须对每一根隔水管组件作严格的出厂试验，以检验其抗拉、抗压强度及法兰连接密封性，确保服役过程的安全性和可靠性。

由于隔水管组件本身的复杂性，其本身存在制造和装配误差，且隔水管组件支撑放置时存在摆放位置误差和重力引起的变形，隔水管组件在试验时两端的法兰面可能处于空间任意位置，这样，传统的隔水管试验台根本无法对其隔水管组件的每一根管道。因此，目前的隔水管试验台只能对隔水管组件上并列的六根管子逐根进行性能试验，试验工序复杂，费工费时、效率低、劳动强度大；而且这种逐根试验的方法并不符合隔水管组件实际使用的工况，即隔水管组件所有管道同时运行的情况是无法试验的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能对隔水管组件的六根压力管子同时进行试验的海上钻井用隔水管试验装置。

本发明解决其技术问题所采用的海上钻井用隔水管试验装置，包括两台管道封堵装置，所述管道封堵装置包括底座和封堵法兰，所述管道封堵装置还包括自由度调节系统，所述自由度调节系统安装在底座上，所述封堵法兰安装在自由度调节系统上并通过自由度调节系统调节空间位置，所述自由度调节系统至少由X轴旋转机构、Y轴平移机构、Y轴旋转机构、Z轴平移机构以及Z轴旋转机构组成。

进一步的是，所述自由度调节系统还包括平衡杆，所述封堵法兰安装在平衡杆的一端，所述平衡杆与X轴旋转机构、Y轴平移机构、Y轴旋转机构、Z轴平移机构以及Z轴旋转机构相互联动配合。

进一步的是，所述自由度调节系统还包括平衡配重，所述平衡配重与封堵法兰分别安装在平衡杆的两端。

进一步的是，所述X轴旋转机构包括旋转套和X轴旋转电机，所述平衡杆安装在旋转套内并与旋转套转动配合，所述X轴旋转电机驱动平衡杆转动。

进一步的是，所述Z轴旋转机构包括俯仰铰和俯仰驱动缸，所述俯仰铰设置在旋转套的底部，所述俯仰铰可相对于底座沿Z轴转动，利用俯仰铰的铰接点将平衡杆分成两段，所述俯仰驱动缸与平衡杆相连以驱动俯仰铰沿Z轴转动。

进一步的是，Y轴旋转机构包括转动套和垂直轴，所述转动套套设在垂直轴上并且两者相互转动配合，所述转动套与俯仰铰相互铰接。

进一步的是，Y轴平移机构为垂直移动缸，所述垂直移动缸与垂直轴相互连接。

进一步的是，Z轴平移机构包括横移底座和横向移动缸，所述垂直移动缸设置在横移底座上，所述横移底座安装在所述底座并与底座在Z轴方向动配合，所述横移底座通过横向移动缸驱动。

进一步的是，所述管道封堵装置还包括三个拉拔机构和三个卡紧密封装置，所述封堵法兰上开设有六个独立的试压孔道，所述拉拔机构沿封堵法兰的周向均匀分布并且拉拔方向与封堵法兰的轴向平行；所述卡紧密封装置沿封堵法兰的轴向均匀分布，所述卡紧密封装置由卡箍和卡箍移动电机，所述卡箍安装在封堵法兰外周并可沿封堵法兰径向运动，所述卡箍移动电机驱动卡箍运动。

进一步的是，还包括轨道和载管小车，两台管道封堵装置分别为移动式管道封堵装置和固定式管道封堵装置，管道封堵装置和固定式管道封堵装置相对设置在轨道两侧，所述移动式管道封堵装置和载管小车均安装在轨道上并可沿轨道运动，所述载管小车设置在移动式管道封堵装置和固定式管道封堵装置之间。载管小车可以支撑隔水管组件的中部。