CN207197455U - 一种管道变形测量装置 - Google Patents

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董胜
姜逢源
赵玉良
廖振焜
崔俊男
王浩天
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Abstract

本实用新型涉及一种管道变形测量装置由支撑结构(1)、轴承(2)、旋转轴(3)、旋转基座(4)、转动装置(5)、测量装置(6)组成，支撑结构(1)与轴承(2)外表面、轴承(2)内表面与旋转轴(3)、旋转轴(3)与旋转基座(4)、转动装置(5)与支撑结构(1)、旋转基座(4)与测量装置(6)均为固定连接，旋转基座(4)可绕旋转轴(3)做圆周运动，激光位移传感器(64)可沿丝杠(62)做竖直运动。使用时，转动升降齿轮(61)使激光位移传感器(64)位于管道试样(7)指定截面所对应的高度，此时再转动旋转齿轮(51)带动激光位移传感器(64)沿管道试样(7)待测截面进行360o全方位的位移测量，将测量数据处理后即可测得待测截面的变形。通过转动升降齿轮(61)，按上述步骤可测量不同截面处的变形，从而达到完成整个管道变形测量的目的。本实用新型的使用利用激光测距手段进行管道变形的测量，避免了传统机械手段测量时对管道产生的扰动，结果更为精确，且制作成本较低，节省资金投入。

Description

一种管道变形测量装置
技术领域
发明涉及一种管道变形测量装置，尤其涉及实验室模拟海洋工程中管道受结构物撞击作用后产生变形的测量装置。
背景技术
近年来，随着人类对石油天然气等能源需求量的与日俱增，人类逐渐把目光聚集在广阔及含有丰富油气资源的海洋上。油气资源作为重要的能源矿产和战略性资源，直接关系到能源供给和经济发展。因此，应对海洋石油及天然气资源的开采给予极大重视，海底管道在海洋石油及天然气的开采运营中得到了广泛的应用。
海底管道作为输送油气的主要介质，其具有快捷、连续、经济等特点，保证其在工作运行期间的安全性是进行海洋油气开发的关键。随着人类海洋活动的增加，部分管道铺设区与渔业捕捞区、船舶作业区发生重叠，海底管道会因船舶抛锚、渔业捕捞、平台作业等第三方活动造成坠物与管道发生碰撞，导致管道损伤甚至破坏。
为保障海底管道在运营期间的安全，有必要对结构物-管道撞击作用损伤机理进行研究。而现行规范对其机理认识不足，增加了管道的受损风险。因此需要展开物理模型实验，对造成管道损伤的影响因素进行分析。
在结构物-管道撞击作用物理模型试验中，如何准确测量管道受撞击后的变形是实验中最为关键的一环。目前大多数物理模型实验中，管道变形的测量装置有：游标卡尺等机械测量装置，三维扫描仪等光学测量装置。前者会对管道产生接触，且认为因素较多，使得精度偏低。后者的仪器设备费用高昂，对实验的经费要求较高。
发明内容
为了实现测量管道变形的要求，本实用新型提供了一种管道变形测量装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：主要部件由支撑结构、轴承、旋转轴、旋转基座、转动装置、测量装置组成。其中，支撑结构与轴承外表面固定连接；轴承内表面与旋转轴固定连接；旋转轴与旋转基座固定连接；转动装置与支撑结构固定连接；测量装置与旋转基座固定连接；旋转基座可绕旋转轴做圆周运动；激光位移传感器可在竖直平面内移动。
所述的测量装置一端连有一升降齿轮，参考测量装置中竖直支撑杆外表面的刻度，可控制激光位移传感器在竖直平面内运动至待测量的某一管道截面所对应的高度处。所述的转动装置一端连有一旋转齿轮，其与旋转基座边缘的轮齿啮合，可带动旋转基座及激光位移传感器绕旋转轴做圆周运动，参考顶面盖板上表面的刻度，实时记录激光位移传感器在水平面内所处的角度，完成某一待测管道截面的360o全方位测量。
本实用新型的有益效果是：
1. 实验人员可直接通过转动升降齿轮及旋转齿轮实现激光位移传感器的升降及旋转，测量沿管道轴线的不同管道截面的变形，操作简单方便；
2. 实验人员可通过读取竖直支撑杆及顶部盖板上标注的刻度，获取激光位移传感器在竖直平面内所处的高度及水平平面内所处的角度，不必单独进行测量；
3. 本实用新型的使用不会对管道产生机械接触以扰动管道，测量数据准确。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。
图1是本实用新型主视图。
图2是本实用新型下视图。
图3是本实用新型工作示意图。
其中：1支撑结构；11环形支撑结构；12固定螺栓；13顶部盖板；2轴承；3旋转轴；4旋转基座；5转动装置；51旋转齿轮；6测量装置；61升降齿轮；62丝杠；63竖直支撑杆；64激光位移传感器；65数据接头；7管道试样。
具体实施方式
使用前，将装置放置在水平地面上。将需测量变形的管道试样7穿入整个装置中，使管道试样7的一端与地面相接触。转动支撑结构1中的固定螺栓12使管道试样7与支撑结构1固定连接。转动升降齿轮61并参照竖直支撑杆63表面的刻度，使激光位移传感器64位于指定高度处，以备下一步测量该高度处对应的管道截面变形。
使用时，通过转动旋转齿轮51使得旋转基座4绕旋转轴3做圆周运动，最终带动与旋转基座4固定连接的测量装置6绕旋转轴3做圆周运动。参照支撑结构1中顶面盖板13上表明标注的刻度，实时记录激光位移传感器64在水平面内所处的角度，完成对指定管道截面的360o全方位测量，测量数据通过数据接头65传入计算机。待该截面测量完成后，转动升降齿轮61改变激光位移传感器64的高度，重复上述步骤，进行下一个管道截面的扫描，继而完成整个管道的变形测量。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点；本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内；本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种管道变形测量装置，由支撑结构(1)、轴承(2)、旋转轴(3)、旋转基座(4)、转动装置(5)、测量装置(6)组成，其特征在于：所述的支撑结构(1)与轴承(2)外表面固定连接；轴承(2)内表面与旋转轴(3)固定连接；旋转轴(3)与旋转基座(4)固定连接；转动装置(5)与支撑结构(1)固定连接；测量装置(6)与旋转基座(4)固定连接；旋转基座(4)可绕旋转轴(3)中心做圆周运动；激光位移传感器(64)可沿丝杠(62)在竖直平面内移动。
2.根据权利要求1所述的管道变形测量装置，其特征在于：支撑结构(1)的环形支撑结构(11)中设有固定螺栓(12)，使管道试样(7)与支撑结构(1)固定连接。
3.根据权利要求1所述的管道变形测量装置，其特征在于：支撑结构(1)的顶部盖板(13)上表面标注有刻度。
4.根据权利要求1所述的管道变形测量装置，其特征在于：旋转基座(4)为一中心掏空的齿轮结构，中心掏空处可供管道试样(7)通过，其中心掏空处的内表面与旋转轴(3)的外表面固定连接。
5.根据权利要求1所述的管道变形测量装置，其特征在于：转动装置(5)一端连有一旋转齿轮(51)，其边缘轮齿与旋转基座(4)边缘的轮齿相啮合，控制旋转基座(4)的转动。
6.根据权利要求1所述的管道变形测量装置，其特征在于：测量装置(6)中顶端连有升降齿轮(61)，控制激光位移传感器(64)沿丝杠(62)在竖直平面内的运动。
7.根据权利要求1所述的管道变形测量装置，其特征在于：测量装置(6)中的竖直支撑杆(63)外表面标注有刻度。
8.根据权利要求1所述的管道变形测量装置，其特征在于：在测量装置(6)中带有数据接头(65)，便于将测量数据导入计算机中进行处理与计算。
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