[实用新型]一种用于研究顶张力作用下海洋立管干涉规律的试验装置

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，具体涉及一种用于研究海洋立管干涉规律的试验装置。

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，主要用于运输流体，引导钻探或油井检修工具和管道进入油井等。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。每一座海洋平台与海底井口之间的管线均众多，一般具有多种布置形式，如前后排列、并肩排列和相互交错排列等，当有流通过时，立管会受到其他立管尾流的影响，发生立管间的干涉。由于干涉的存在，使得立管的动力特性、动力响应以及漩涡的脱落形式同单个的立管相比都会发生比较大的变化。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。因此，对海洋立管进行干涉规律的试验研究，显得极其必要。

在实际的工作状况中，，海洋立管的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。与此同时，海洋立管还是系泊系统的重要组成部分，可作为支撑备用管线。因此，在进行海洋立管的干涉试验时，连接方式和顶张力是必须考虑的两个因素。

但是在目前进行的海洋立管干涉试验中，往往不能很好的模拟工程实际，使得得出的结论不具有说服力。试验过程中存在的问题主要有：立管接头多为固结，并非铰接；立管虽为张紧状态，但不能对顶张力的大小进行调整和测定；在同一次试验中，没有或者很少针对立管的间距和排列方式进行研究。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有试验技术中存在的上述不足，提供了一种更加符合海洋立管工作状况的干涉试验的装置，从而提高了海洋立管干涉试验的准确性。

一种用于研究顶张力作用下海洋立管干涉规律的试验装置，主要包括支架、立管模型、铰接接头和滑轮；滑轮固定于支架的顶部；铰接接头包括上铰接接头和下铰接接头，立管模型的下端与下铰接接头连接，立管模型的上端连接上铰接接头；在上铰接接头的顶板上安装有螺柱，其特征在于：在支架的顶部和底板上分别设置有预留孔，螺柱的上端穿过支架顶部的预留孔连接钢绞线，钢绞线绕过滑轮与配重块连接；下铰接接头通过螺丝和底板上的预留孔，固定于支架的底板上。

经试验验证，本实用新型的装置能够有效地实现铰接、施加顶张力，并能在海洋立管干涉规律的试验中通过更改立管模型的排列方式及间距，很好的模拟工程实际，从而得出准确的试验数据和结论。

附图说明

图1是本实用新型的研究顶张力作用下的海洋立管干涉规律的试验装置的主视图；

图2是图1的立体图；

图3是图1中上铰接接头的立体放大图。

具体实施方式

实施例1如图1所示，一种用于研究顶张力作用下海洋立管干涉规律的试验装置，主要包括支架2，立管模型5，滑轮1和铰接接头；滑轮1固定于支架2的顶部；铰接接头包括上铰接接头4和下铰接接头6；立管模型5的下端与下铰接接头6连接，立管模型5的上端连接上铰接接头5；在上铰接接头4的顶板14上安装有螺柱，螺柱的螺纹规格与顶板14上的开孔相配，拧紧并使其端部露出顶板14的下底面，然后选用合适规格的螺帽再次拧紧。

如图2所示，在支架2的顶部和底板7上设置有预留孔，分别为纵向预留孔11和横向预留孔12。

螺柱的上端穿过支架2顶部的预留孔，弯成弯钩，与钢绞线的一端连接；将钢绞线绕过滑轮，另一端与配重块3连接。

如图2所示，下铰接接头6的结构与上铰接接头4完全一样，安装时将上铰接接头4倒置，即为下铰接接头6；用螺丝穿过支架底板上的预留孔和下铰接接头顶板上的开孔，将下铰接接头6固定于支架的底板上。

立管模型5，是指根据实验条件和比尺模型所确定的适合模拟海洋立管涡激振动规律的材料，一般选用钢管、铜管和PVC管等；该立管模型5的两端分别与上铰接接头4、下铰接接头6的立管连接孔连接。

所述的滑轮为4个，滑轮1a、1b为一组，滑轮1c、1d为一组；该两组滑轮分别与立管模型5b和5a，以及铰接接头，构成两个施加顶张力的系统。

如图3所示，上铰接接头包括顶座部分、轴承十字架和底座部分；顶座部分包括顶板14、轴承座I15和轴承18；顶板14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I15上部与顶板14相连，下部开孔并设卡槽，嵌入轴承18；