[发明专利]一种可调角度的试验管件划线装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于深水海底管道生产和铺设安装过程中的技术领域，具体地涉及一种可调角度的试验管件划线装置及方法。

背景技术

海底输油气管线是国家的生命线工程，其安全与否对于我国的海洋石油开发和国家经济发展关系重大。然而，海洋环境条件复杂多样，海底管道承受着自重、外部静水压力、内部压力、崎岖不平的海床、海水腐蚀等复杂载荷和环境条件，铺设于海底的管道极有可能在外载荷的作用下发生屈曲和屈曲传播，海底管道一旦发生屈曲破坏，就会导致及其严重的油气泄漏事故，会给国家造成巨大的经济、社会、政治和生态损失。

目前，深水管道的结构屈曲理论的研究尚处于探索阶段，需要对深水海底管道屈曲机理和条件进行试验研究,以验证和改进屈曲理论。因此需要通过海底管道压力试验来研究管道屈曲特性及屈曲传播特性。

在进行海底管道试验的时候，需要在全比尺管件表面划定沿管件轴向延伸的管件轴向线以及沿管道周向延伸的管道周向线。以标记试验过程中管道应力应变检测点位置以及监测试验过程中管道变形情况。

目前已知的海底管道试验划线定位技术中，使用铅锤和直角钢尺确定试验管件端部横截面最高点，之后用弹墨线的方法确定管件轴向线；将宽卡纸紧贴试验管件围绕试验管件周向一圈以上，调整重叠部分使得卡纸边缘完全重合，之后用记号笔将卡纸边缘描边。这两种方法均比较耗时，需要4-5人配合才可以完成，且定位精度低、人为误差因素较难控制，主要存在以下问题：第一，试验管件长度一般在八米左右，弹墨线过程极易发生移位，如果分段弹墨线，很难保证每段墨线都不发生偏移；第二，记号笔描边方法，卡纸固定困难，且描边线边缘参差不齐。而试验管件应力应变监测点位置的确定对于预测和控制深水海底管道工作性能与可靠性极为重要。

发明内容

本发明旨在提供一种可调角度的试验管件划线装置及方法，以解决目前划线方法存在耗时费力、精度不高的问题。为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种可调角度的试验管件划线装置，可包括底座、可拆卸安装在所述底座上的划线笔架和可拆卸安装在所述划线笔架上的划线笔，所述底座上设置有两条沿长度方向平行延伸的间隔开的滑轨，所述滑轨之间布置有至少两对在长度方向上的间隔开的滚动轴承支座，待划线的试验管件由所述滚动轴承支座支承并能够滚动，所述划线笔架包括两个梯形支架和量角圆弧框，两个梯形支架分别可滑动地接合在两条滑轨上，所述量角圆弧框固定连接在两个梯形支架的上端上，其上设置有一条沿周向延伸的前后贯通的滑槽，并且至少一个侧面上设置有0-180°的角度标记刻度，所述滑槽上安装有至少一根能沿其移动的中空笔管，所述划线笔活动摩擦地放置在所述中空笔管内。

进一步地，每个所述梯形支架下端安装有两个滚轮，所述滚轮滑动接合在所述滑轨上并设置有自锁装置。

进一步地，所述滑轨两端均设置有限位块。

进一步地，所述划线笔架还包括笔管安装架，所述笔管安装架穿设在滑槽中并能沿滑槽移动，其一端具有上下贯通的螺纹通孔，所述中空笔管外壁设置有螺纹，所述中空笔管通过其外壁的螺纹与螺纹通孔的内螺纹配合安装在所述笔管安装架上。

更进一步地，所述中空笔管的高度通过旋拧来进行调节。

进一步地，所述划线笔为石墨笔或油性记号笔。

一种可调角度的试验管件划线方法，可包括以下步骤：提供如上所述的深海管道试验管件划线装置；将待划线的试验管件放置在底座的滚动轴承支座上；将划线笔架放置在滑轨上；在进行试验管件轴向线绘制时，首先调整中空笔管在滑槽上的角度位置，使划线笔对准要绘制的试验管件轴向线的位置，然后调整划线笔高度，使划线笔与试验管件的表面接触，之后将划线笔架从滑轨一端移动到另一端，从而完成试验管件轴向线绘制；在进行试验管件周向线绘制时，首先参照已完成的试验管件轴向线，根据试验管件周向线位置到试验管件末端的距离移动划线笔架，使划线笔位于指定位置，然后转动试验管件一圈，从而完成指定位置的试验管件周向线绘制。

进一步地，所述方法还可包括同时绘制多条试验管件轴向线的步骤，具体过程如下：在滑槽上安装多根中空笔管，然后调整每根中空笔管在滑槽上的角度位置，使每支划线笔分别对准要绘制的试验管件轴向线的位置，然后调整每支划线笔高度，使每支划线笔均与试验管件的表面接触，之后将划线笔架从滑轨一端移动到另一端，从而完成多条试验管件轴向线绘制。