[发明专利]脐带缆外表面摩擦系数测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种脐带缆外表面摩擦系数测试装置，包括：侧向加压机构、接触面板、轴向拉伸机构及测试机构；侧向加压机构包括拉伸试验机及拉伸试验控制器；接触面板包括上部夹具及下部夹具，下部夹具用于承载脐带缆试样，上部夹具能够在拉伸试验机的驱动下上下移动，并与下部夹具配合向脐带缆试样施加侧向挤压力；轴向拉伸机构包括拉力器及计算器，拉力器用于向脐带缆试样施加水平方向的拉伸荷载；测试机构包括摄像机，摄像机用于实时识别蠕变位移及摩擦位移。本发明还公开了一种基于脐带缆外表面摩擦系数测试装置的脐带缆外表面摩擦系数测试方法。采用本发明，可有效检测脐带缆外表面的摩擦系数，精度高，误差小。

技术领域

本发明涉及脐带缆制造技术领域，尤其涉及一种脐带缆外表面摩擦系数测试装置及一种基于脐带缆外表面摩擦系数测试装置的脐带缆外表面摩擦系数测试方法。

背景技术

水下生产系统作为深水油气田的一种重要开发模式，是一种海洋石油天然气资源开发的新技术。水下生产系统通过水下井口、部分或全部放置在海底的水下生产设施以及海底管线，将采出的油、气、水多相或单相流体回接到附近水下、水面或陆上依托设施，实现海上油气田的开发。

脐带缆是电缆(电力动力缆或信号缆)、光缆(单模或多模光缆)、液压或化学药剂管(钢管或软管)组合而成的复杂电缆，被称为海上油气田开发的“生命线”。在海洋油气开发中，脐带缆主要用于为水下阀门执行器提供液压动力通道，为控制盒和电动泵等提供电能，为水下设施和油井提供遥控及监测数据传输通道，以及为油井提供所需流体(如甲醇和缓蚀剂等化学药剂)，因此，脐带缆对水下生产系统的实施非常重要。

目前，我国开展了脐带缆的设计、制造等研究工作，逐步掌握了水下脐带缆的设计和制造能力，但在脐带缆的测试和评定方面，尚未形成系统的测试和评价体系。而现有技术中关于脐带缆测试方面的研究工作主要集中于脐带缆的弯曲刚度、抗拉强度、拉弯组合荷载的测试，而对于脐带缆的其他性能，如脐带缆外表面摩擦系数等测试项目的研究则不完善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单的脐带缆外表面摩擦系数测试装置及方法，可有效检测脐带缆外表面的摩擦系数，精度高，误差小。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种脐带缆外表面摩擦系数测试装置及方法，包括侧向加压机构、接触面板、轴向拉伸机构及测试机构；所述侧向加压机构包括拉伸试验机及用于控制所述拉伸试验机的拉伸试验控制器，所述拉伸试验机用于驱动所述接触面板向脐带缆试样施加侧向挤压力；所述接触面板包括设于所述侧向加压机构上的上部夹具及下部夹具，所述上部夹具及下部夹具相向设置，所述下部夹具用于承载所述脐带缆试样，所述上部夹具设于所述下部夹具的上方，所述上部夹具能够在所述拉伸试验机的驱动下上下移动，并与所述下部夹具配合向所述脐带缆试样施加侧向挤压力；所述轴向拉伸机构包括拉力器及用于实时采集所述拉力器拉力的计算器，所述拉力器用于向所述脐带缆试样施加水平方向的拉伸荷载；所述测试机构包括摄像机，所述摄像机用于实时识别蠕变位移及摩擦位移。

作为上述方案的改进，所述上部夹具及下部夹具均包括左侧夹具及右侧夹具，所述左侧夹具及右侧夹具相互连接以形成“V”型结构。

作为上述方案的改进，所述左侧夹具及右侧夹具之间的夹角为120-140°。

作为上述方案的改进，所述上部夹具及下部夹具与所述脐带缆试样的接触面上均设有应变片，所述应变片与所述拉伸试验控制器连接，所述拉伸试验控制器实时采集所述应变片上的侧向挤压力。

作为上述方案的改进，所述上部夹具及下部夹具均通过多个定位环固定于所述侧向加压机构上。