CN220894011U - 一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型关于一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台，涉及管缆结构测试技术领域。包括约束模块、力学加载模块和低温加载模块；约束模块，作为实验平台的承载部分，用于安装和调节力学加载模块位置，用于承载测试期间的荷载并根据试样长度调节框架长短；力学加载模块，用于实现对管缆施加弯曲、拉伸、扭转、内压以及组合荷载；低温加载模块，设置在约束模块一侧，用于为管缆提供低温实验环境。本实用新型具备拉伸、弯曲、扭转、挤压以及组合荷载的加载功能，管缆的基本力学性能测试都可完成测试，无需转移到其他机器，节约时间和人工；配备大容量低温罐体以及耐低温管路，可完成测试管缆的全尺寸低温实验，可实现快速预冷以及长时间低温实验。

Description

一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台

技术领域

本实用新型涉及管缆结构测试技术领域，具体为一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台。

背景技术

柔性管缆是能源开采的关键装备之一，柔性管缆结构是否可靠关乎生产安全，因此柔性管缆需要经过大量的力学性能测试，以保证其服役要求。但目前管缆测试装置存在以下不足：1、现有测试装置停留在单一力学性能测试，只能做单一荷载加载，需要多个测试装置配合才能完成所有测试，浪费时间和经济成本，并且缺乏对结构耦合荷载的力学测试能力；2、现有测试装置对测试管缆的尺寸要求高，需要对测试管缆定制尺寸，但尺寸加工并不会那么精准，导致测试管缆不能与现有测试装置很好的匹配，比如说管缆尺寸长一些放不进测试装置，尺寸短一些连不上测试装置，会影响测试过程；3、现有低温环境的测试装置只能做材料级和部件级的低温实验，并且多数低温装置是通过喷淋低温介质在测试样品上，不能使测试样品真正的到达低温程度，更不能进行全尺寸管缆超低温的实验。导致自主生产的柔性管缆，需要委托国外机构进行测试验证，耗费成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台，装置自身由模块化组成，可根据测试管缆长度以调节加载端位置，实现对样管尺寸上更高的兼容性并且安装简便；装置自身具备拉伸、弯曲、扭转、挤压以及组合荷载，可根据测试类型进行拼接，在本装置都可完成测试，无需转移到其他机器，节约时间和人工；本装置配备大容量低温罐体以及耐低温管路，可完成测试管缆内部充满流动低温介质的全尺寸低温实验，并且可以实现快速预冷以及长时间低温实验，更加贴合真实工况。

为达上述目的，本实用新型提供了一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台，包括：约束模块、力学加载模块和低温加载模块；

约束模块，作为整个实验平台的承载部分，用于安装和调节力学加载模块位置；用于承载测试过程中的荷载并且可以根据测试管缆的长度调节框架长短；

所述力学加载模块，用于实现对不同口径和不同长度的管缆施加弯曲、拉伸、扭转、内压以及组合荷载；

所述低温加载模块，设置在约束模块一侧，用于为管缆提供低温实验环境；

所述低温加载模块包括低温泵、低温罐体和耐低温管路；所述低温罐体通过耐低温管路与管缆内部相连通，所述低温管路上设置有低温泵。

进一步的，所述约束模块包括轨道，所述轨道顶端两侧边缘加工有第一矩阵安装孔，轨道顶端中间加工有滑槽导轨，单根轨道两端的底部两侧边缘加工有第二安装孔。

进一步的，所述约束模块还包括加固板，所述加固板通过焊接安装在所述轨道的外侧面，并在表面加工有第三矩阵安装孔。

进一步的，所述力学加载模块包括第一试验台座和第二试验台座，所述第一试验台座固定在所述轨道一侧端部的地面上，所述第二试验台座滑动设置在所述轨道上端；所述第二试验台座上开设有与所述第一矩阵安装孔相匹配的固定孔。

进一步的，所述第一试验台座上安装有扭转作动器，所述扭转作动器的输出端连接有第一连接件，所述第一连接件上可拆卸安装有第一尺寸转换法兰。

进一步的，所述第二试验台座上安装有卧式液压作动器，所述卧式液压作动器的输出端连接有第二连接件，所述第二连接件上可拆卸安装有第二尺寸转换法兰。

进一步的，所述第二试验台座底端通过弹簧连接有滚轮，所述滚轮伸入所述轨道的滑槽内。

进一步的，所述力学加载模块还包括龙门架，所述龙门架通过所述加固板上的第三矩阵安装孔架设在轨道的两侧，并根据测试管缆长度选择与所述加固板上的第三矩阵安装孔适当位置可拆卸连接；所述龙门架底端安装有液压作动器，用于对管缆施加竖直弯曲载荷和竖直挤压载荷。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型装置自身由模块化组成，可根据测试管缆长度以调节加载端位置，实现更高的兼容性并且安装简便；装置自身具备拉伸、弯曲、扭转、挤压以及组合荷载，可根据测试类型进行拼接，在本装置都可完成测试，无需转移到其他机器，节约时间和人工；本装置配备大容量低温罐体以及耐低温管路，可完成测试管缆内部充满流动低温介质的全尺寸低温实验，并且可以实现快速预冷以及长时间低温实验，更加贴合真实工况。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型的侧视图。

其中，图中：

1-轨道，2-加固板，3-第一试验台座；4-第二试验台座，5-扭转作动器，6-卧式液压作动器，7-第二连接件，8-龙门架，9-液压作动器。

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本实用新型所采用的技术手段及构造，结合附图就本实用新型较佳实施例详加说明其特征与功能。

本实用新型的目的就是针对管缆结构实验室用多荷载变温实验条件下综合实验装置的相关技术领域的空白，提供一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台。

如图1-3所示，本实用新型提供了一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台，包括：约束模块、力学加载模块和低温加载模块；

所述约束模块，作为整个实验平台的承载部分，用于安装和调节力学加载模块位置；用于承载测试过程中的荷载并且可以根据测试管缆的长度调节框架长短，对测试管缆长度的兼容性更强；

所述力学加载模块，用于实现对不同口径和不同长度的管缆施加弯曲、拉伸、扭转、内压以及组合荷载；

所述低温加载模块，设置在约束模块一侧，用于为管缆提供低温实验环境。

所述低温加载模块包括低温泵10、低温罐体11和耐低温管路12；所述低温罐体11通过低温泵10和耐低温管路12与测试管缆内部相连通。低温加载模块用于储存、输送与回收低温介质。本实用新型实验步骤操作简单可满足管缆的多种力学性能指标的验证(常低温下管道整体拉压弯扭及耦合实验)。低温加载模块为整个测试系统的一个重要单元，需实现管缆在注满带压低温介质温度下的力学性能试验，完成低温介质的储存、输送、循环、增压、排空等工作，此部分由低温泵、低温罐体、耐低温管路组成。低温罐体内部的低温介质通过低温泵及耐低温管路快速输送至待测试的管缆内，实现快速降温的效果，并且可以由低温泵增压来实现管缆内部压力的升高，进而实现管缆内压实验。

所述约束模块包括轨道1，所述轨道1顶端边缘加工有第一矩阵安装孔，轨道中间加工有滑槽导轨，单根轨道两端的底部两侧边缘加工有第二安装孔。所述约束模块还包括加固板2，所述加固板2安装在所述轨道1的外侧面，并在表面加工有第三矩阵安装孔。本装置主体框架由轨道组成，可依据管缆长度拼接轨道的长度，并通过调节力学加载模块滑动至合适位置，通过微调实现与实验的完美匹配。约束模块由钢板焊接构成，经时效处理，有效消除了焊接加工后的应力集中，整体结构为卧式结构，刚度满足大跨距试验的需要。根据实验需求可将几段固定长度的轨道通过轨道第二安装孔与轨道接缝处下面的矩形钢板螺栓拼接连接，矩形钢板通过地面上预留的螺栓进而固定在地面上，形成装置的基础底部框架，以满足对不同长度的管缆的实验要求。加固板的设置既可以增加轨道整体的强度，又增加了整体装置功能的丰富性(将龙门架与其余扩展装置依靠这个加固板与整体装置连接)。

所述力学加载模块包括第一试验台座3和第二试验台座4，所述第一试验台座3固定在所述轨道1一侧端部的地面上，所述第二试验台座4滑动设置在所述轨道1上端；所述第二试验台座4上开设有与所述第一矩阵安装孔相匹配的固定孔。所述第一试验台座上安装有扭转作动器5，所述扭转作动器5的输出端连接有第一连接件，所述第一连接件上可拆卸安装有第一尺寸转换法兰。所述第二试验台座4上安装有卧式液压作动器6，所述卧式液压作动器6的输出端连接有第二连接件7，所述第二连接件7上可拆卸安装有第二尺寸转换法兰。所述第二试验台座4底端通过弹簧连接有滚轮，所述滚轮伸入所述轨道1的滑槽内。第一试验台座3和第二试验台座4均采用三角样式，增加了自身强度，第二试验台座4的两翼布置固定孔，并在第二试验台座4下面布置弹簧按压式的滚轮，第二试验台座4与轨道1通过螺栓固定，当释放螺栓时两台座会自动弹起一定高度便于台座在轨道1上移动，便于操作。其中扭转作动器5采用高性能伺服电机。

所述力学加载模块还包括龙门架8，所述龙门架8架设在轨道1的两侧，并与所述加固板2可拆卸连接；所述龙门架8底端安装有液压作动器9，用于对管缆施加竖直弯曲载荷，从而完成对管缆的弯曲测试实验。

本实用新型可保证管缆在实验期内一直处于低温介质流动循环状态，减少了低温介质的挥发效果，更加贴近工程真实服役状态。本实用新型安装简便；装置自身具备拉伸、弯曲、扭转、挤压以及组合荷载，在本装置都可完成测试，无需转移到其他机器，节约时间和人工；本装置配备大容量低温罐体以及耐低温管路，可完成试样管缆的全尺寸低温实验，并且可以实现快速预冷以及长时间低温实验，更加贴合真实工况。本装置创新性的将第二试验台座底部设计成弹簧与滚轮形式，当释放固定螺栓后，第二试验台座会弹起一定距离便于滑动至指定位置，而后再通过螺栓将其固定；本装置均为模块化构成，可根据实验类型将其与主体拼装在一起，节省了实验空间与操作方便。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台，其特征在于，包括：约束模块、力学加载模块和低温加载模块；

约束模块，作为整个实验平台的承载部分，用于安装和调节力学加载模块位置；用于承载测试过程中的荷载并且根据测试管缆的长度调节框架长短；

所述力学加载模块，用于实现对不同口径和不同长度的管缆施加弯曲、拉伸、扭转、内压以及组合荷载；

所述低温加载模块，设置在约束模块一侧，用于为管缆提供低温实验环境；

所述低温加载模块包括低温泵、低温罐体和耐低温管路；所述低温罐体通过耐低温管路与管缆内部相连通，所述低温管路上设置有低温泵。

2.如权利要求1所述的一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台，其特征在于，所述约束模块包括轨道，所述轨道顶端加工有第一矩阵安装孔，轨道中间加工有滑槽导轨。

3.如权利要求2所述的一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台，其特征在于，所述约束模块还包括加固板，所述加固板安装在所述轨道的外侧面；并在表面加工有第三矩阵安装孔。

4.如权利要求3所述的一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台，其特征在于，所述力学加载模块包括第一试验台座和第二试验台座，所述第一试验台座固定在所述轨道端部的地面上，所述第二试验台座滑动设置在所述轨道上端；所述第二试验台座上开设有与所述第一矩阵安装孔相匹配的固定孔。

5.如权利要求4所述的一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台，其特征在于，所述第一试验台座上安装有扭转作动器，所述扭转作动器的输出端连接有第一连接件，所述第一连接件上可拆卸安装有第一尺寸转换法兰。

6.如权利要求5所述的一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台，其特征在于，所述第二试验台座上安装有卧式液压作动器，所述卧式液压作动器的输出端连接有第二连接件，所述第二连接件上可拆卸安装有第二尺寸转换法兰。

7.如权利要求6所述的一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台，其特征在于，所述第二试验台座底端通过弹簧连接有滚轮，所述滚轮伸入所述轨道的滑槽内。

8.如权利要求6所述的一种变尺寸管缆综合加载超低温实验平台，其特征在于，所述力学加载模块还包括龙门架，所述龙门架架设在轨道的两侧，并根据测试管缆长度选择与所述加固板适当位置可拆卸连接；所述龙门架底端安装有液压作动器，用于对管缆施加竖直弯曲载荷。