一种海洋立管涡激振动试验中施加内流与顶张力的系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102620898A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102620898A(43)申请公布日2012.08.01(21)申请号201210079411.5(22)申请日2012.03.23(71)申请人中国海洋大学地址266100山东省青岛市崂山区松岭路238号(72)发明人郭海燕李效民李朋李相环刘庆海王飞刘景伟李莹牛建杰赵伟赵婧张莉王媛毛海英(51)Int.Cl.G01M7/02(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图33页(54)发明名称一种海洋立管涡激振动试验中施加内流与顶张力的系统(57)摘要本发明属于海洋立管设施铺设技术领域，具体涉及一种在模拟研究海洋立管涡激振动规律时，能有效施加顶张力和内流的试验系统。一种海洋立管涡激振动试验中施加内流与顶张力的系统，包括支架、立管模型、铰接接头和滑轮；滑轮固定于支架的顶部；铰接接头包括铰接接头(上)和铰接接头(下)，铰接接头(下)固定于支架的底部，立管模型的下端与铰接接头(下)连接，立管模型的上端连接铰接接头(上)；在铰接接头(上)的顶板上安装有螺柱，螺柱的上端连接钢绞线，钢绞线绕过滑轮与配重块连接。本发明的系统能够有效地实现铰接、施加内流和施加顶张力三个功能，在海洋立管模型试验中，能很好的模拟工程实际，从而得出准确的试验数据和结论。CN102689ACN102620898A权利要求书1/1页1.一种海洋立管涡激振动试验中施加内流与顶张力的系统，其特征在于：主要包括支架、立管模型、铰接接头和滑轮；滑轮固定于支架的顶部；铰接接头包括铰接接头(上)和铰接接头(下)，铰接接头(下)固定于支架的底部，立管模型的下端与铰接接头(下)连接，立管模型的上端连接铰接接头(上)；在铰接接头(上)的顶板上安装有螺柱，螺柱的上端连接钢绞线，钢绞线绕过滑轮与配重块连接。2.根据权利要求1所述的海洋立管涡激振动试验中施加内流与顶张力的系统，其特征在于：所述的铰接接头包括顶座部分、轴承十字架和底座部分；顶座部分包括顶板、轴承座I和轴承；顶板中心处开有一孔；轴承座I上部与顶板相连接，下部开孔并设卡槽，嵌入轴承；轴承十字架包括轴承架I和轴承架II；底座部分包括底座、轴承座II和轴承；轴承座II下部与底座相连接，上部开孔并设卡槽，嵌入轴承；在底座的侧面和底面分别设置有进(出)水孔和立管连接孔；轴承架I与轴承座II相连接，轴承架II与轴承座I相连接。3.根据权利要求2所述的海洋立管涡激振动试验中施加内流与顶张力的系统，其特征在于：所述的轴承架I的中间部分加粗并开孔，轴承架II穿过轴承架I上的孔并卡住，两者构成“十”字形。4.根据权利要求2所述的海洋立管涡激振动试验中施加内流与顶张力的系统，其特征在于：轴承架I、轴承架II的两端比中间部分略细，使两端恰好穿过轴承。5.根据权利要求1所述的海洋立管涡激振动试验中施加内流与顶张力的系统，其特征在于：螺柱的上端弯成弯钩，与钢绞线的一端连接。6.根据权利要求1所述的海洋立管涡激振动试验中施加内流与顶张力的系统，其特征在于：螺柱安装于铰接接头(上)的顶板上的开孔。7.根据权利要求1所述的海洋立管涡激振动试验中施加内流与顶张力的系统，其特征在于：立管模型的两端分别与铰接接头(上)和铰接接头(下)的立管连接孔连接。8.根据权利要求1所述的海洋立管涡激振动试验中施加内流与顶张力的系统，其特征在于：所述的立管模型选用钢管、铜管或PVC管。2CN102620898A说明书1/3页一种海洋立管涡激振动试验中施加内流与顶张力的系统技术领域[0001]本发明属于海洋立管设施铺设技术领域，具体涉及一种能够在模拟研究海洋立管涡激振动规律时，有效施加顶张力和内流的试验系统及装置。背景技术[0002]海洋立管是海洋平台与海底井口间的主要连接件。作为海面与海底的一种联系通道，可用于固定式平台、浮式平台及钻探船舶等。海洋立管长细比很大，在海洋环境荷载作用下，例如风、浪、流的作用，可能发生涡激振动，从而加速其疲劳破坏。而海洋立管大多用于输送石油、天然气等易燃易爆物品，一旦发生破坏，必将引发严重的环境污染和次生灾害。[0003]海洋立管的主要功能有：在油井和平台之间运输流体，引导钻探或油井检修工具和管道进入油井；海洋立管是系泊系统的重要组成部分，可作为支撑备用管线；上端与平台或船舶底部的滑移节连接，下端通过万向节与海底井口连接，当平台或船舶在波浪作用下运动时，立管有足够的自由度随之运动，并在平台或船舶发生垂直震荡时改变其长度。因此，在进行海洋立管涡激振动规律的试验研究时，内流、顶张力和连接方式是必须考虑的三个因素。[0004]但是在目前国内进行的海洋立管模型试验中，对于立管接头的处理，仍不能很好的模拟工程实际，从而使得出的结