一种可分离式深水海底管道屈曲试验系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102175513A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102175513A(43)申请公布日2011.09.07(21)申请号201110008420.0(22)申请日2011.01.14(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人余建星卞雪航余杨付明炀王永更林镇诗王保建马骏景海波(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.G01N3/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种可分离式深水海底管道屈曲试验系统(57)摘要本发明属于深海石油开发开采及运输技术领域，涉及一种可分离式海底管道屈曲试验系统，包括压力舱、管道弯曲加载装置、液压加载机构、管道附属装置，压力舱包括主舱体和连接在主舱体两端的前端盖和尾端盖，在前端盖和尾端盖的内侧均设置有密封圈；在压力舱的底部上表面设置有导轨，在导轨上放置有由托架和滑轮构成的管道弯曲加载装置；在托架上方的两个端部设置的一对带眼板的U型卡槽；两个U型卡槽上方各设置一对可拆分的带眼板与螺栓的盖板；在托架上方靠内侧设置有一对液压加载机构。本发明可以实现对真实比例试件同时加载外部静水压力、弯曲、试件内压、并能模拟实际工程中海底管道输送不同温度、不同类型介质的真实流动情况。CN102753ACCNN110217551302175517A权利要求书1/1页1.一种可分离式海底管道屈曲试验系统，包括压力舱、管道弯曲加载装置、液压加载机构、管道附属装置，所述的压力舱包括主舱体和连接在主舱体两端的前端盖和尾端盖，在前端盖和尾端盖的内侧均设置有密封圈，在压力舱上设置有加压卸压口，测试及控制线路连接孔、排水孔、排气孔、注水孔；在压力舱的底部上表面设置有导轨，在导轨上放置有管道弯曲加载装置，所述的管道弯曲加载装置包括托架和位于其下的滑轮；在托架上方的两个端部设置的一对带眼板的U型卡槽；两个U型卡槽上方各设置一对可拆分的带眼板与螺栓的盖板；在托架上方靠内侧设置有一对液压加载机构；所述的管道附属装置包括用于密封管道两端的密封金属套，在密封金属套上固定有进液管路或回液管路。2.根据权利要求1所述的可分离式海底管道屈曲试验系统，其特征在于，在液压加载机构加载处固定有与U型卡槽相同弧度的厚垫板。3.根据权利要求1所述的可分离式海底管道屈曲试验系统，其特征在于，所述的主舱体由多层钢板捆扎制成。2CCNN110217551302175517A说明书1/6页一种可分离式深水海底管道屈曲试验系统技术领域[0001]本发明属于深海石油开发开采及运输技术领域，涉及一种海底管道屈曲试验装置。背景技术[0002]海底管道特别是深海海底管道所处环境条件极为复杂，在工作过程中的受到多种载荷的作用，如作用于管道外壁的海水压力，特别是深海管道，其水压随着水深增大，每增加1000米水深能使管道外部压力增加到十兆帕；海浪波动或者海流涌动、海底地形崎岖不平以及铺管作业时会引起管道的弯曲，由于海底管道一般输送的是加热的石油，内外温差形成的热膨胀力对管道影响也很大，深海管道在外部静水压、弯曲及内部高温油气形成的热膨胀力、内部压力联合作用下极易发生屈曲。因此，国内外众多研究者对深水海底管道在静水压力与弯曲等多种载荷作用下的屈曲进行了研究。[0003]目前，深水管道的结构屈曲理论的研究尚处于探索阶段，需要对深水海底管道屈曲机理和条件进行试验研究，以验证和改进屈曲理论并未深水海底管道的设计提供参考。而目前国内外开发了多种用于研究管道在静水压力、弯曲及内部压力等多种载荷作用下的屈曲试验装置。[0004]在国外，如挪威科技大学的四点弯曲试验装置，该装置由一个形成1.5米的液压加载机构，一个三角形载荷传递板、固定管件两个端部的拉力支架、以及管件内侧对称布置的两个加力力臂组成。在试验时，由液压执行结构拉动载荷传递的三角板，带动与板的两个角相连的两个加力力臂，两个力臂在管件中段两侧施加拉力，而管件两端部的拉力支架则固定住两端部，提供了一个反向的作用力，这样靠与管件接触的四个点为其加载弯曲载荷。类似的装置还有荷兰代尔夫特科技大学的四点弯曲加载装置。美国人则设计了一种两边带齿轮的弯曲加载装置，两边的齿轮由中间带液压机构的链条传动。其加载机理为：液压机构运行时，拉动两边的两条，链条带动齿轮转动，而管道试件两个端部则安装在齿轮盘上，齿轮盘转动带动试件两个端部向上翘起，从而将弯矩加载在试件中间部位。该机构可放入一个直径0.5米的密封压力容器中，在其外部同时加载静水压力。但是该装置只能用于小尺度试件的试验，而且试件内部无法充入介质，进行管道实际运行状态的模拟。在国内，大连大学90年代设计了一种可同时加载弯曲和外部水压的管道试