一种海底管道落物撞击模拟试验系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108489699A(43)申请公布日2018.09.04(21)申请号201810338825.2(22)申请日2018.04.16(71)申请人天津大学地址300350天津市津南区海河教育园雅观路135号天津大学北洋园校区(72)发明人余建星陈海成杨政龙段晶辉任杰孔凡冬刘俊雄(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人程毓英(51)Int.Cl.G01M7/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种海底管道落物撞击模拟试验系统(57)摘要本发明涉及一种海底管道落物撞击模拟试验系统，包括一个可移动式撞击试验塔，一套试验管道支撑基础，一套落物组及其吊升释放机构，其中，可移动的撞击试验塔，包括钢制塔架和支撑塔架的四个塔轮，四个塔轮横跨在两根试验塔导轨上；试验管道支撑基础，包括刚性支撑基础、悬跨支撑基础和土壤支撑基础三种；吊升释放机构包括导向机构、吊缆、吊缆释放锁扣、两个定滑轮和起吊卷轴。本发明结构形式简单，容易加工、安装及拆除，建造成本较低，状态控制性能良好，可重复使用，有效降低试验的难度和成本。CN108489699ACN108489699A权利要求书1/1页1.一种海底管道落物撞击模拟试验系统，包括一个可移动式撞击试验塔，一套试验管道支撑基础，一套落物组及其吊升释放机构，其特征在于，可移动的撞击试验塔，包括钢制塔架和支撑塔架的四个塔轮，四个塔轮横跨在两根试验塔导轨上；试验管道支撑基础，包括刚性支撑基础、悬跨支撑基础和土壤支撑基础三种，刚性支撑基础和悬跨支撑基础布置在基础钢板上，刚性支撑基础包括两组固定卡块，一根试验管道横卧在基础钢板上，两端各有一组固定卡块进行水平限位；所述悬跨支撑基础包括两组上固定压块、下固定压块和环形卡箍，试验管道的两端各通过一组上固定压块和下固定压块压紧限位，环形卡箍用以防止试验管道与上固定压块和下固定压块脱离；对于土壤支撑，试验管道埋设在土壤基础中，按照不同的试验需求埋设不同的深度；吊升释放机构包括导向机构、吊缆、吊缆释放锁扣、两个定滑轮和起吊卷轴，所述的导向机构包括导向横梁、导向环和导向杆，导向横梁由导向环向两侧延伸，连接导向杆，所述导向环悬挂于悬吊块并可绕其旋转至不同角度，悬吊块固定于试验塔顶部，下部连接有第一定滑轮；在试验塔顶部角落设置有滑轮组块，包括固定于试验塔连接块及其下部的第二定滑轮；吊缆分别通过两个定滑轮连接到落物组和起吊卷轴；起吊卷轴包括普通挡板、齿轮挡板、转轴、固定框、旋转手柄和卡条，转轴悬跨在固定框两端，通过旋转手柄带动转轴；普通挡板和齿轮挡板固定于转轴，吊缆一端栓接在转轴上，随转轴转动收紧或放松吊缆；卡条一端铰接于试验塔，另一端能够在摇动旋转手柄时随时卡在齿轮挡板上，固定吊缆当前位置；吊缆的释放锁扣设置在吊缆预定长度处，吊缆分别连接在上吊环和下吊环上，螺钉分别穿过上吊环和下吊环上由螺母紧固，通过设置多个释放锁扣，改变锁扣释放位置，控制落物组下落高度；落物组由吊缆提供吊升力，吊缆系缚于悬吊扣，焊接于固定压条上；固定压条、多层配重板以及带孔导向板由固定螺柱和固定螺母紧固于落物触头上形成落物组；导向杆穿过带孔导向板的孔对落物组进行水平面内的限位，以控制落物组撞击试验管道时的姿态。2.根据权利要求1所述的海底管道落物撞击模拟试验系统，其特征在于，所述落物触头从一组具有不同形状的落物触头中选取，形成平面接触、线接触、球面接触或尖点接触形状。2CN108489699A说明书1/4页一种海底管道落物撞击模拟试验系统所属技术领域[0001]本发明属于海洋油气工程开发、运营、维护的技术领域，涉及一种海底管道落物撞击模拟试验系统。背景技术[0002]二十一世纪是海洋的世纪，无论对于中国还是世界都是一个重要命题。海洋是新世纪人类赖以发展的新的重要的资源空间，加快进行海洋开发已经成为各个海洋国家的共识。以石油天然气为代表的产传统海洋资源，其开发技术日臻完善并不断深入拓展，可燃冰、海底矿藏等新型海洋资源也愈发引起工程开发者的重视。在海洋资源开发技术中，海底管道发挥着不可替代的作用，为保证经济效益和工程开发的持续进行提供了基础性条件。[0003]然而，复杂的海洋环境，频繁的人类活动，使得日益庞大的海底管道系统随时面临着安全运行的风险和挑战。一旦发生管道结构损伤或破裂泄漏事故，很有可能会引发难以估量的环境污染、经济损失以及巨大的社会不良影响。根据以往发生管道损伤事故统计资料，坠落物撞击已经成为重要的风险源之一，并且在现有制度和技术水平上很难根除。因此，海底管道在坠落物撞击作用下的结构损伤变形规律具有重要的研究价值和实际工程意义。[0004]对海底管道进行落物撞击实验是探索管道损