CN203083813U - 一种钢悬链线立管与海床土相互作用的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种钢悬链线立管与海床土相互作用的实验装置，其特征在于：包括试验水槽，水槽的水底铺设有软粘土层，软粘土层的表面上铺设有测试管，水槽的一侧设有竖直设置的导轨，导轨上设有能沿导轨做上下往复周期运动的滑块，测试管的一端与滑块铰接在一起，测试管的另一端相对水槽固定，测试管沿长度方向间隔贴设有多片应变片，水槽上方设有个数与应变片对应的传感器，各传感器通过导线与各应变片一一对应连接。当滑块上下移动时，测试管触地点的位置在变化，各节点发生弯曲，应变片将这种动力作用传递给相应的传感器，从而得到测试管各节点的弯矩、应变及位移变化。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种实验装置，尤其涉及一种钢悬链线立管与海床土相互作用的实验装置。
背景技术
作为海上尤其生产的大动脉，立管系统在海洋油气资源开发中占有举足轻重的地位。随着水深支架，深水钢悬链线立管(Steel Catenary Riser,SCR)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。
针对深水钢悬链线立管(Steel Catenary Riser,SCR)的触地点区域管-土相互作用原型试验耗资巨大且难以观测等问题。在立管上下移动过程中，触地点区域最易损坏，如何在实验室中研究相关参数如立管的直径、运动速度、嵌入土壤深度、侧向位移、循环次数、土体刚度、海床土吸力等对管-土相互作用的影响，通过实验分析更好地促进理论研究与数值分析，由此指导立管的整体设计与分析，对保证SCR在深水油气开采中的安全可靠应用具有非常重要的意义。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能在实验室中模拟测量出深水钢悬链线立管各节点的弯矩、应变及位移的钢悬链线立管与海床土相互作用的实验装置。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种钢悬链线立管与海床土相互作用的实验装置，其特征在于：包括试验水槽，水槽的水底铺设有软粘土层，软粘土层的表面上铺设有测试管，水槽的一侧设有竖直设置的导轨，导轨上设有能沿导轨做上下往复周期运动的滑块，所述测试管的一端与滑块铰接在一起，测试管的另一端相对水槽固定，所述测试管沿长度方向间隔贴设有多片应变片，所述水槽上方设有个数与应变片对应的传感器，所述各传感器通过导线与各应变片一一对应连接。
上述水槽的底部通过两间隔设置的基础底座架空设置。能更好保证水槽的水平。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本装置中滑块的上下滑移模拟立管的上 下移动，而铺设在软粘土层的表面上的测试管则作为深水钢悬链线立管横向位于海底部分，当滑块上下移动时，测试管触地点的位置在变化，各节点发生弯曲，应变片将这种动力作用传递给相应的传感器，从而得到测试管各节点的弯矩、应变及位移变化，根据这些数据，验证理论分析与数值模拟的正确性，从而我们可指导深水钢悬链线立管的整体设计与分析，对保证SCR在深水油气开采中的安全可靠应用具有非常重要的意义。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，为本实用新型的一个优选实施例。
一种钢悬链线立管与海床土相互作用的实验装置，包括试验水槽1，水槽1的底部通过两间隔设置的基础底座9架空设置。水槽1的水底铺设有软粘土层2，软粘土层2的表面上铺设有测试管3，水槽1的一侧设有竖直设置的导轨4，导轨4上设有能沿导轨做上下往复周期运动的滑块5，滑块5由驱动结构带动做上下往复周期运动，驱动结构为常规设计，在这没有具体展开。
测试管3的一端与滑块5铰接在一起，测试管3的另一端相对水槽1固定，测试管3沿长度方向间隔贴设有多片应变片6，水槽1上方设有个数与应变片6对应的传感器7，各传感器7通过导线8与各应变片6一一对应连接。
本装置中滑块的上下滑移模拟立管的上下移动，而铺设在软粘土层的表面上的测试管则作为深水钢悬链线立管横向位于海底部分，当滑块上下移动时，测试管触地点的位置在变化，各节点发生弯曲，应变片将这种动力作用传递给相应的传感器，从而得到测试管各节点的弯矩、应变及位移变化，根据这些数据，验证理论分析与数值模拟的正确性，从而我们可指导深水钢悬链线立管的整体设计与分析，对保证SCR在深水油气开采中的安全可靠应用具有非常重要的意义。
Claims (2)
1.一种钢悬链线立管与海床土相互作用的实验装置，其特征在于：包括试验水槽(1)，水槽(1)的水底铺设有软粘土层(2)，软粘土层(2)的表面上铺设有测试管(3)，水槽(1)的一侧设有竖直设置的导轨(4)，导轨(4)上设有能沿导轨做上下往复周期运动的滑块(5)，所述测试管(3)的一端与滑块(5)铰接在一起，测试管(3)的另一端相对水槽(1)固定，所述测试管(3)沿长度方向间隔贴设有多片应变片(6)，所述水槽(1)上方设有个数与应变片(6)对应的传感器(7)，所述各传感器(7)通过导线(8)与各应变片(6)一一对应连接。
2.根据权利要求1所述的钢悬链线立管与海床土相互作用的实验装置，其特征在于：所述水槽(1)的底部通过两间隔设置的基础底座(9)架空设置。
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