[实用新型]一种海洋立管涡激振动试验加载系统

说明书

本实用新型属于海洋立管设施铺设技术及研究领域，更具体地，涉及一种海洋立管涡激振动试验加载系统，包括支架、立管主体、用于对立管主体施加周期性变化张力的第一力加载模块和用于对立管主体内部施加可控作用力的第二力加载模块，所述立管主体、第一力加载模块、第二力加载模块均安装于支架上。本实用新型通过用于对立管主体施加周期性变化张力的第一力加载模块和用于对立管主体内部施加可控作用力的第二力加载模块的设置，有效实现对立管群施加周期性的时变张力和满足不同频率大小的要求以及管内流的精确加载，从而完成多参数的共同激励。

技术领域

本实用新型属于海洋立管设施铺设技术及研究领域，更具体地，涉及一种海洋立管涡激振动试验加载系统。

背景技术

海洋立管是上部的海洋平台跟海洋底部井口连接的部件，同样在固定式的海洋平台和钻探的船舶也可以使用。如今，海洋立管对各类海洋活动起着越来越重要的作用，由于海洋环境复杂多变，立管因特殊的细长型结构承受复杂的海洋荷载，立管的动力响应具有强烈的非线性，当结构的固有频率和外荷载的频率相近时，立管将产生共振，不仅只是工程本身遭受破坏，而且可能造成油气的泄露、爆炸等严重的次生灾害,这些现象使得立管成为整个系统中最薄弱的环节之一。

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；海洋立管的底部与井口是用万向节相连接的，海洋立管的上部跟海洋平台或者船舶的底部的滑移节连接的。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,内流精确加载、周期性的时变张力是必须考虑的因素。

现今已经有一些关于海洋立管的受力的试验，比如中国专利CN110057559A的一种多自由度海洋立管试验装置，有效的模拟复杂海洋环境对海洋立管的力学作用，以及分析立管与海床接触触地点土体的破坏情况。但是在目前国内进行的海洋立管模型试验中,试验过程中虽然能够施加顶张力,但不能施加周期性的时变张力,也不能够实时准确测量出其数值；内流不能精确加载；多数只能对单一立管进行施加张力，而不能对多个立管施加张力。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中存在的不足，提供一种海洋立管涡激振动试验加载系统。

在本技术方案中，提供了一种海洋立管涡激振动试验加载系统，包括支架、立管主体、用于对立管主体施加周期性变化张力的第一力加载模块和用于对立管主体内部施加可控作用力的第二力加载模块，所述立管主体、第一力加载模块、第二力加载模块均安装于支架上。

本实用新型通过用于对立管主体施加周期性变化张力的第一力加载模块和用于对立管主体内部施加可控作用力的第二力加载模块的设置，有效实现对立管群施加周期性的时变张力和满足不同频率大小的要求以及管内流的精确加载，从而完成多参数的共同激励。

优选地，所述立管主体一端与第一力加载模块可拆卸固定连接。这样设置是为了对立管主体施加周期性的时变张力，同时通过可拆卸连接便于更换立管主体进行其他立管主体的测试或便于第一力加载模块更换提高整个海洋立管涡激振动试验加载系统的使用寿命。

优选地，所述立管主体另一端固定安装于支架上且端部伸出支架外部，立管主体另一端的端部与第二力加载模块可拆卸固定连接。这样设置是为了便于管内流的精确加载，同时便于更换立管主体进行其他立管主体的测试或便于第二力加载模块更换提高整个海洋立管涡激振动试验加载系统的使用寿命。