CN105004500A - 一种考虑管土作用的钢悬链线立管整体分析试验装置 - Google Patents
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Abstract
一种考虑管土作用的钢悬链线立管整体分析试验装置，包括位移传感器、延伸箱体、主体箱体、支柱、电机、丝母、丝杠、支撑柱、力传感器、支撑架、控制器、模型立管、轮架、滑轮、气缸、支撑杆、模型海床、螺栓和固定扣，所述主体箱体上安装支撑架，控制器安装在支撑架右侧，支撑架上安装支柱，支柱上安装电机，电机通过导线与控制器相连，电机通过联轴器与丝杠相连，丝杠左右两端各安装在支撑柱上；本发明的优点是：可对模型立管顶端提供不同形式的激励运动，使使用者更全面的进行分析试验。
Description
技术领域
本发明涉及一种考虑管土作用的钢悬链线立管整体分析试验装置，属于海洋工程技术领域。
背景技术
作为海上油气生产的大动脉，立管系统在海洋油气资源开发中占有举足轻重的地位。随着水深增加，深水钢悬链线立管在成本控制、适用水深和顺应能力等发明逐渐展现出独特优势，并取代传统立管，成为深海尤其资源开发低成本高效益的立管解决方案，作为连接海上浮式装置和海底管道的系统被广泛用于各种水深开发项目中。
中国专利公开号CN201965061U，公开日是2011年9月7日，名称为一种深水立管疲劳实验装置的方案中公开了一种深水立管疲劳实验装置，它包括主缸筒、轴向加载缸、立管试件总成、横向伺服加载缸、土体作用伺服加载缸；主缸筒顶部设置外压接口和放气阀；主缸筒两端分别连接一具有轴向力接口的轴向加载缸；立管试样总成两端分别铰接在相应一侧的轴向加载缸活塞上，立管试样总成包括一试样主体和一连杆；试样主体下方设置有模拟土体；试样主体两端分别设置一内压接口；试样主体上设置有若干传感器，各传感器的测试引线穿出主缸筒连接测试仪器；各横向伺服加载缸和土体作用伺服加载缸均设置在主缸筒上，其中两个横向伺服加载缸的活塞顶在试样主体顶部，另一个横向伺服加载缸的活塞顶在试样主体与连杆连接处底部；各土体作用伺服加载缸的活塞顶在模拟土体底部。不足之处在于，这种立管疲劳实验装置只在一个方向上对立管进行测试，而且采用的是截断式立管，不能反映立管的工程实际，所试验得出的试验结果不能用于指导立管的整体设计与分析。
为了解决上述困难，需要开发一款可对模型立管顶端提供不同形式的激励运动的整体分析试验装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种考虑管土作用的钢悬链线立管整体分析试验装置。
本发明要解决的问题是现有的立管疲劳实验装置只在一个方向上对立管进行测试的问题。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：
一种考虑管土作用的钢悬链线立管整体分析试验装置，包括位移传感器、延伸箱体、主体箱体、支柱、电机、丝母、丝杠、支撑柱、力传感器、支撑架、控制器、模型立管、轮架、滑轮、气缸、支撑杆、模型海床、螺栓和固定扣，所述主体箱体上安装支撑架，控制器安装在支撑架右侧，支撑架上安装支柱，支柱上安装电机，电机通过导线与控制器相连，电机通过联轴器与丝杠相连，丝杠左右两端各安装在支撑柱上，支撑柱安装在支撑架上，丝母安装在丝杠上，丝母下安装力传感器，力传感器通过导线与控制器相连，模型立管上端与力传感器相连，延伸箱体安装在主体箱体左侧，模型立管左端从延伸箱体内穿过后用固定扣固定在延伸箱体上，模型立管左端安装不止一个位移传感器，位移传感器通过导线与控制器相连，模型立管左端位于延伸箱体内，模型海床安装在延伸箱体下，模型海床上设有不止一个螺栓，螺栓将模型海床固定在延伸箱体下，主体箱体下安装四个轮架，滑轮安装在轮架上，延伸箱体和主体箱体下个安装气缸，气缸下安装支撑杆。
所述气缸内置电磁阀，电磁阀通过导线与控制器相连。
本发明的优点是：滑轮可将该装置移动到所需位置；控制器控制气缸内置电磁阀的通电或断电，使气缸的活塞杆做伸展运动，使支撑杆向下抵触到地面，使该装置不移动；控制器控制电机正转或反转，使丝母随着丝杠旋转，丝母旋转带动模型立管转动，这个过程模拟海上波浪对立管的冲击，力传感器将检测到的模型立管顶端的受力情况传递给控制器，同时位移传感器将模型立管在模型海床上移动的距离信息传递给控制器，使使用者了解信息；丝母在旋转过程中收到模型立管的制约后，丝母将在丝杠上或左或右的移动，模拟水平移动的波浪，位移传感器将模型立管在模型海床上移动的距离信息传递给控制器，使使用者了解信息；该装置对模型立管顶端提供了不同形式的激励运动，使使用者更全面的进行分析试验。
附图说明
图1是本发明一种考虑管土作用的钢悬链线立管整体分析试验装置整体结构图；
图中：1、位移传感器 2、延伸箱体 3、主体箱体 4、支柱 5、电机 6、丝母 7、丝杠 8、支撑柱 9、力传感器 10、支撑架 11、控制器 12、模型立管 13、轮架 14、滑轮 15、气缸 16、支撑杆 17、模型海床 18、螺栓 19、固定扣。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
本发明一种考虑管土作用的钢悬链线立管整体分析试验装置，包括位移传感器1、延伸箱体2、主体箱体3、支柱4、电机5、丝母6、丝杠7、支撑柱8、力传感器9、支撑架10、控制器11、模型立管12、轮架13、滑轮14、气缸15、支撑杆16、模型海床17、螺栓18和固定扣19，所述主体箱体3上安装支撑架10，控制器11安装在支撑架10右侧，支撑架10上安装支柱4，支柱4上安装电机5，电机5通过导线与控制器11相连，电机5通过联轴器与丝杠7相连，丝杠7左右两端各安装在支撑柱8上，支撑柱8安装在支撑架10上，丝母6安装在丝杠7上，控制器11控制电机5正转或反转，使丝母6随着丝杠7旋转，丝母6旋转带动模型立管12转动，这个过程模拟海上波浪对立管的冲击，丝母6下安装力传感器9，力传感器9通过导线与控制器11相连，模型立管12上端与力传感器9相连，力传感器9将检测到的模型立管12顶端的受力情况传递给控制器11，同时位移传感器1将模型立管12在模型海床17上移动的距离信息传递给控制器11，使使用者了解信息；延伸箱体2安装在主体箱体3左侧，模型立管12左端从延伸箱体2内穿过后用固定扣19固定在延伸箱体2上，模型立管12左端安装不止一个位移传感器1，位移传感器1通过导线与控制器11相连，丝母6在旋转过程中收到模型立管12的制约后，丝母6将在丝杠7上或左或右的移动，模拟水平移动的波浪，位移传感器1将模型立管12在模型海床17上移动的距离信息传递给控制器11，使使用者了解信息；模型立管12左端位于延伸箱体2内，模型海床17安装在延伸箱体2下，模型海床17上设有不止一个螺栓18，螺栓18将模型海床17固定在延伸箱体2下，主体箱体3下安装四个轮架13，滑轮14安装在轮架13上，滑轮14可将该装置移动到所需位置；延伸箱体2和主体箱体3下个安装气缸15，气缸15内置电磁阀，电磁阀通过导线与控制器11相连，气缸15下安装支撑杆16，控制器11控制气缸15内置电磁阀的通电或断电，使气缸15的活塞杆做伸展运动，使支撑杆16向下抵触到地面，使该装置不移动；该装置对模型立管12顶端提供了不同形式的激励运动，使使用者更全面的进行分析试验。
本发明使用方法：滑轮14可将该装置移动到所需位置；控制器11控制气缸15内置电磁阀的通电或断电，使气缸15的活塞杆做伸展运动，使支撑杆16向下抵触到地面，使该装置不移动；控制器11控制电机5正转或反转，使丝母6随着丝杠7旋转，丝母6旋转带动模型立管12转动，这个过程模拟海上波浪对立管的冲击，力传感器9将检测到的模型立管12顶端的受力情况传递给控制器11，同时位移传感器1将模型立管12在模型海床17上移动的距离信息传递给控制器11，使使用者了解信息；丝母6在旋转过程中收到模型立管12的制约后，丝母6将在丝杠7上或左或右的移动，模拟水平移动的波浪，位移传感器1将模型立管12在模型海床17上移动的距离信息传递给控制器11，使使用者了解信息；该装置对模型立管12顶端提供了不同形式的激励运动，使使用者更全面的进行分析试验。
Claims (2)
1.一种考虑管土作用的钢悬链线立管整体分析试验装置，包括位移传感器（1）、延伸箱体（2）、主体箱体（3）、支柱（4）、电机（5）、丝母（6）、丝杠（7）、支撑柱（8）、力传感器（9）、支撑架（10）、控制器（11）、模型立管（12）、轮架（13）、滑轮（14）、气缸（15）、支撑杆（16）、模型海床（17）、螺栓（18）和固定扣（19），其特征是：所述主体箱体（3）上安装支撑架（10），控制器（11）安装在支撑架（10）右侧，支撑架（10）上安装支柱（4），支柱（4）上安装电机（5），电机（5）通过导线与控制器（11）相连，电机（5）通过联轴器与丝杠（7）相连，丝杠（7）左右两端各安装在支撑柱（8）上，支撑柱（8）安装在支撑架（10）上，丝母（6）安装在丝杠（7）上，丝母（6）下安装力传感器（9），力传感器（9）通过导线与控制器（11）相连，模型立管（12）上端与力传感器（9）相连，延伸箱体（2）安装在主体箱体（3）左侧，模型立管（12）左端从延伸箱体（2）内穿过后用固定扣（19）固定在延伸箱体（2）上，模型立管（12）左端安装不止一个位移传感器（1），位移传感器（1）通过导线与控制器（11）相连，模型立管（12）左端位于延伸箱体（2）内，模型海床（17）安装在延伸箱体（2）下，模型海床（17）上设有不止一个螺栓（18），螺栓（18）将模型海床（17）固定在延伸箱体（2）下，主体箱体（3）下安装四个轮架（13），滑轮（14）安装在轮架（13）上，延伸箱体（2）和主体箱体（3）下个安装气缸（15），气缸（15）下安装支撑杆（16）。
2.根据权利要求1所述的一种考虑管土作用的钢悬链线立管整体分析试验装置，其特征是：所述气缸（15）内置电磁阀，电磁阀通过导线与控制器（11）相连。
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