专利名称：一种滑轨式多位置插拔桩试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自升式平台桩基承载力试验装置，尤其涉及一种滑轨式多位 置插拔桩试验装置。
背景技术：
自升式钻井平台由于定位能力强、作业稳定性好，在海洋油气勘探开发中被广泛 使用。平台的插桩压载过程即为桩腿桩靴与海床土的相互作用过程，这个过程一般持续时 间较短，但由于海底土体性能参数复杂，加上桩靴与土体的相互作用涉及到非光滑摩擦准 则、土体大变形和材料的非线性行为，导致准确预测平台插桩入泥深度比较困难，有限元法 和经验公式法都存在较大的局限性。如果在无法准确预测平台插桩入泥深度的情况下作 业，会增加作业的盲目性，从而提高作业风险性，一旦因预测失误发生事故就会带来重大经 济损失，甚至人员损失。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以准确预测平台插拔桩状态的滑轨 式多位置插拔桩试验装置。为了解决上述问题，本实用新型提供了一种滑轨式多位置插拔桩试验装置，包 括箱体，所述箱体内填充有土层，所述土层内还设置有应力传感器、应变传感器与孔 隙水压计；支架，所述支架上部固定连接有液压缸，活动连接有桩靴，所述桩靴与所述液压缸 活塞固定连接，所述活塞上还连接设置有位移传感器与力传感器，所述支架底部一侧固定， 另一侧为活动端；液压系统，所述液压系统管路连接所述液压缸；分析模块，所述分析模块通讯连接所述应力传感器、应变传感器、孔隙水压计、位 移传感器与力传感器，所述分析模块接收所述应力传感器、应变传感器、孔隙水压计、位移 传感器与力传感器发送来的数据，进行综合计算后输出分析结果。进一步，所述支架活动端可滑动设置在滑轨上。进一步，所述活动端上连接设置有顶靠该活动端的横向液压缸，所述横向液压缸 管路连接所述液压系统。进一步，所述桩靴通过滑槽位置可调整地连接设置在所述支架上部。本实用新型具有如下优点1、本实用新型采用箱体装土，并在土中埋设传感器，活动桩靴，模拟插拔动作，通 过各种传感器传递的数据，经分析模块分析得出结果，由于实验环境中位移、受力均模拟实 际作业状态，所以输出结果十分准确，且适用性广泛。2、本实用新型结构简单，实现可靠，且方便操作、使用，宜于推广应用。以下结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明
图1示出了本实用新型一种滑轨式多位置插拔桩试验装置主视图示意图；图2示出了本实用新型一种滑轨式多位置插拔桩试验装置俯视图示意图。
具体实施方式
如
图1与图2所示，本实用新型包括箱体1、支架2、液压系统3与分析模块4。其 中箱体1内填充有土层11，该土层11根据需要模拟实验的实际土层设定。土层11 内还设置有应力传感器12、应变传感器13与孔隙水压计14。支架2上部固定连接有液压缸21，活动连接有桩靴22，桩靴22与液压缸21活塞 固定连接。液压缸21可推拉桩靴22运动，桩靴22在支架2限定位置上运动。桩靴22通 过滑槽23位置可调整地连接设置在支架2上部，可根据需要模拟实验的实际位置进行调 整。活塞上还连接设置有位移传感器M与力传感器25，以检测桩靴22移动位移与受力情 况。支架2底部一侧固定，另一侧为活动端沈。支架2活动端沈可滑动设置在滑轨27上， 活动端26上连接设置有顶靠该活动端的横向液压缸观。液压系统3管路连接液压缸21与横向液压缸28，为该液压缸21与横向液压缸28 提供液压动力。分析模块4通讯连接应力传感器12、应变传感器13、孔隙水压计14、位移传感器 24与力传感器25。分析模块4接收应力传感器12、应变传感器13、孔隙水压计14、位移传 感器M与力传感器25发送来的数据，并根据预设方法进行综合计算后输出分析结果。本实用新型采用箱体1装土，并在土中埋设传感器，活动桩靴22，模拟插拔动作， 通过各种传感器传递的数据，经分析模块4分析得出结果，由于实验环境中位移、受力均模 拟实际作业状态，所以输出结果十分准确，且适用性广泛。本实用新型的具体实施例如下1、在针对某平台设计的模型桩靴22插桩试验时(1)配好箱体1内的土层11后，将桩靴22与力传感器25、位移传感器M安装到 液压缸21上；(2)调节移动支架2及桩靴22位置，使桩靴22处于合适位置；(3)按设定的程序和速度插桩，记录应力传感器12、应变传感器13及孔隙水压计 14的读数；桩靴22达到设计的入泥深度后，停止液压缸21动作，记录上述传感器读数变 化，得到插桩后产生的地应力、孔隙水压力变化曲线；(4)液压缸21保持对桩靴22的下压力，其量值约为插桩力的70% ；使土层11静 止固结；(5)达到设计的固结时间后，利用液压缸21拔桩，记录应力传感器、应变传感器及 孔隙水压计的读数，同时测量拔桩阻力。2、当用3个平台桩靴22同时进行插桩试验时，可根据不同平台尺寸，在支架2固 定板上的滑槽23内调整液压缸21和桩靴22位置，然后按照试验1步骤进行模拟实验。本试验除了能达到试验1目的外，还可以测试群桩效应，即测试各桩靴22在插桩过程中的相
互影响。3、测试平台插桩对支架2中桩腿的影响。4、当插桩后利用横向液压缸观在支架2活动端沈上施加载荷时，施加的载荷在 桩靴22上施加横向力，可以测试外部横向力对平台桩靴22稳定性的影响。本实用新型还具有以下特点1)能多位置同时进行插桩，满足多组试验对比分析需要；2)试验结果能与同条件下的数值模拟、理论计算结果进行对比分析；3)插桩深度可调节、加载方式可变；4)试验架简单易造，制造成本较低，满足重复使用等经济性要求。综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的 保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种滑轨式多位置插拔桩试验装置，其特征在于，包括箱体，所述箱体内填充有土层，所述土层内还设置有应力传感器、应变传感器与孔隙水 压计；支架，所述支架上部固定连接有液压缸，活动连接有桩靴，所述桩靴与所述液压缸活塞 固定连接，所述活塞上还连接设置有位移传感器与力传感器，所述支架底部一侧固定，另一 侧为活动端；液压系统，所述液压系统管路连接所述液压缸；分析模块，所述分析模块通讯连接所述应力传感器、应变传感器、孔隙水压计、位移传 感器与力传感器，所述分析模块接收所述应力传感器、应变传感器、孔隙水压计、位移传感 器与力传感器发送来的数据，进行综合计算后输出分析结果。
2.如权利要求1所述的滑轨式多位置插拔桩试验装置，其特征在于所述支架活动端 可滑动设置在滑轨上。
3.如权利要求2所述的滑轨式多位置插拔桩试验装置，其特征在于所述活动端上连 接设置有顶靠该活动端的横向液压缸，所述横向液压缸管路连接所述液压系统。
4.如权利要求3所述的滑轨式多位置插拔桩试验装置，其特征在于所述桩靴通过滑 槽位置可调整地连接设置在所述支架上部。
专利摘要本实用新型提供了一种滑轨式多位置插拔桩试验装置，包括箱体内填充有土层，土层内设置有应力传感器、应变传感器与孔隙水压计；支架上部连接有液压缸与桩靴，液压缸活塞上还连接设置有位移传感器与力传感器，支架底部一侧固定，另一侧为活动端；液压系统；分析模块接收应力传感器、应变传感器、孔隙水压计、位移传感器与力传感器发送来的数据，进行综合计算后输出分析结果。本实用新型采用箱体装土，并在土中埋设传感器，活动桩靴，模拟插拔动作，通过各种传感器传递的数据，经分析模块分析得出结果，由于实验环境中位移、受力均模拟实际作业状态，所以输出结果十分准确。
文档编号E02D33/00GK201908324SQ20102065600
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者宋林松, 戴兵, 李昌亮, 段梦兰, 王建军, 王飞, 胡知辉, 赵军, 赵天奉, 黎剑波 申请人:中国海洋石油总公司, 中国石油大学(北京), 中海油田服务股份有限公司