海底管道复杂载荷联合加载屈曲试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种深水海底管道复杂载荷联合加载屈曲试验装置，可以实现对全尺寸海底管道施加轴拉，弯矩，扭矩载荷的联合作用。
【背景技术】
[0002]能源安全和世界经济的核心竞争力越来越依赖于对海洋资源的利用的和开发程度上。而我国海洋油气勘探和开发技术与世界先进水平相比仍有较大差距，必须加快深海油气开发技术革新，步入“深海时代”，海洋强国战略已经逐渐上升至国家意志。
[0003]其中深海输油管线的设计建造及相关技术是深海油气资源开发的关键。输油管线的安全运行是深海油气资源得到有效利用的重要保障，然而海底管道在安装过程和服役期间会承受来自环境、设备等多方面载荷的联合作用，海底管道的压溃会对输油管线产生灾难性的破坏，所以建造深水海底管道复杂载荷联合加载的屈曲试验装置，可以对海底管道施加轴拉，弯矩，扭转载荷的联合作用，模拟海底管道在铺设和服役期间的真实作业环境，为海底管道安装作业时承受的载荷进行校核，同时能够对联合载荷作用下深水管道的失效模式进行探索。
[0004]现今国内外在深海压力舱设计方面的存在的不足之处主要有:
[0005]1.国内外深水压力舱能够模拟的外部载荷单一，主要是在水压作用下的轴拉或弯矩对海底管道力学性能的影响，不能够实现全尺寸管道在多种载荷联合作用下的局部稳定性试验。
[0006]2.弯矩加载方式只能在施加水压之前根据弯矩大小进行管件的固定，将固定件放入压力舱内进行试验，不能在试验过程中改变弯矩值的大小。
[0007]3.扭矩载荷在铺管作业和输油管线中是必须考虑的重要因素，国内外鲜有针对全尺寸管件的扭矩试验。
[0008]国内已有试验装置(如专利申请号:CN201110008538)，在国内开创性实现了全尺寸管道的试验，但也只是外在载荷的单一施加，并不能实现多种载荷的联合作用。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于克服现有技术上述不足，提供一种能够实现对海底管道施加轴拉，弯矩，扭转载荷的联合作用的试验装置。本发明的技术方案如下:
[0010]—种海底管道复杂载荷联合加载屈曲试验装置，用于对试验管件(12)进行试验，包括主舱体(5)，用于对试验管件(12)施加弯矩的侧向液压杆装置d，其特征在于，所述的试验装置还包括前端法兰(13)、两套在螺纹上相互匹配的后端法兰(11)和带螺纹的圆环柱体(9)，在主舱体(5)的前端向内凸出部位设有与前端法兰(13)相匹配的螺纹，第一套后端法兰(11)和带螺纹的圆环柱体(9)，螺纹和螺距与前端法兰的螺距相同，称之为类型I，第二套后端法兰(11)和带螺纹的圆环柱体(9)，螺距与前端法兰的螺距不同，螺距的差值根据实验要求确定，称之为类型II。
[0011]作为优选实施方式，在前端法兰(13)和后端法兰(11)上设置限位孔(19)来放置限位销，在舱体相应位置设置限位孔(20)来放置限位销，当扭矩达到设计大小时，利用限位销来固定前端法兰(13)和后端法兰(11)的位置。带螺纹的圆环柱体的螺距是后端法兰的螺距的两倍。
[0012]本发明针对全尺寸海底管道，提供了上述深水海底管道复杂载荷联合加载屈曲试验装置，与国内外现有技术相比具有以下优点:
[0013](1)本发明的深水海底管道复杂载荷联合加载屈曲试验装置，可以实现对全尺寸海底管道在其铺设和服役期间真实作业环境的模拟，试验结果更加接近实际工况，为工程实际实现有效的试验积累。
[0014](2)本发明考虑到了扭矩载荷对海底管道失效模式的影响，实现了对深水管道更加全面的受力分析，为解决工程实际提供了更加全面的分析视角，为失效模式探索提供了更多的解答途径。
[0015](3)本发明实现了对全尺寸海底管道施加轴拉，弯矩，扭转载荷的联合作用模式，其中弯矩载荷的施加依靠侧向开孔的油压机推动杆件进行，可以在试验过程中根据试验目的便捷灵活的选择弯矩大小，模拟海底管道在铺设和服役期间的真实作业环境，为海底管道安装作业承受的载荷进行校核，同时能够对联合载荷作用下深水管道的失效模式进行探索。
【附图说明】
[0016]图1整体布置图
[0017]图2侧向液压装置放大示意图
[0018]图3前后端法兰装配过程示意图
[0019]图4管道前端法兰
[0020]图5管道后端法兰I
[0021]图6管道后端法兰II
[0022]图7后?而带螺纹圆环I
[0023]图8后端带螺纹圆环II
[0024]图9法兰与舱体限位销示意图
[0025]图中标号说明:1一螺母；2—双头螺柱；3—球面垫圈；4一前端舱盖；5—主舱体；
[0026]6一螺纹；7—流水孔；8—后端舱盖；9一带螺纹的圆环柱体；10—小车；11 一后端法兰；
[0027]12一试验管件；13—前端法兰；14一前端法兰处螺纹；7—流水孔；15—主舱体前端螺纹；
[0028]16一后端法兰处螺纹；17—圆环柱体内螺纹；18—流水孔；19一法兰上的限位孔；
[0029]20—舱体上的限位孔；
[0030]a—安全阀山一排气口 ；c—排水口 ；(1一液压杆；e—压力传感器口 ；f一测试线路开孔；g—注水口 ；h—加压孔；
[0031]dl —液压杆；d2—活塞；d3—注油口 ；d4—液压缸；
[0032]注:d为主舱体侧向开孔的液压杆装置，为图示清楚标注在图1下方，其实际位置为主舱体侧面。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步描述:
[0034]如图1所示，深水海底管道复杂载荷联合加载屈曲试验装置主要包括:双头螺柱2，舱体前端舱盖4，主舱体5，后端舱盖8，带螺纹圆环柱体9，后端法兰11，试验管件12，前端法兰13，安全阀a，排水口 b，加压孔h，注水口 g，测试线路开孔f，侧向液压杆装置d等。舱体前端舱盖4和后端舱盖8采用螺栓2与主舱体5连接密封，主要有16个螺栓构成，前后端舱盖构造基本相同，均采用紧箍于端盖内侧的铝制密封圈进行防水密封，后端舱盖包括了加压口 h和注水口 g