海底管道模拟撞击试验系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于海洋工程技术中一种海底管道的撞击实验装置，尤其涉及一种用于模拟海底管道多种条件下受撞击的海底管道模拟撞击试验系统。
【背景技术】
[0002]进入20世纪中期以后，石油资源短缺的问题在经济快速发展的现代社会日益凸显。随着海洋开采范围的日益扩大，深海石油开发已成为石油工业的重要前沿阵地。与此同时，我国船舶运输业、渔业都取得长足进步。在船舶运输方面，随着沿海港口数量和泊位日益增加，船舶吨位越来越大，意外的抛锚作业也越来越频繁;在渔业生产方面，渔业作业区域越来越密集，在部分海域内，渔业养殖作业区域与海底管线的铺设区域产生交叠，并且渔业船舶在海上作业随意性比较强，以上这些因素都会给海底管线带来一定的风险。因此，有必要在海底管线掩埋深度的设计和落物对海底管道撞击等方面的研究做更多的工作。所以迫切的需要发明一种海底管道模拟撞击试验系统。
[0003]目前，国内对受损海底管道的强度分析方面的研究不多，相应针对海底管道模拟撞击的试验系统很少。现有的试验系统大多是将海底管道置于刚性地面上，且没有对海底管道预加载上轴向载荷模拟实际工况;缺少对海底管道不同长度、不同埋设深度和不同撞击位置进行试验的综合试验系统。
[0004]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种海底管道模拟撞击试验系统，以克服现有技术的缺陷。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种海底管道模拟撞击试验系统，能够在海底管道预加轴向载荷及内压条件下，对海底管道在受落物撞击的情况下进行试验模拟。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种海底管道模拟撞击试验系统，可以对管道在不同长度、埋设深度、撞击位置和撞击接触面的情况下进行模拟撞击试验。
[0007]本发明的又一目的在于提供一种海底管道模拟撞击试验系统，该模拟试验系统结构简单，安装拆除方便，经济适用，各组成部分可以被重复利用，大大降低试验成本。
[0008]本发明的目的是这样实现的，一种海底管道模拟撞击试验系统，该试验系统包括有土池和横跨土池设置的门形支撑架;土池内设有模拟海底管线的海底管道；门形支撑架的横梁上设有能沿横梁平移的移动座，由所述移动座向横梁下方垂直延伸设有滑动导轨；所述移动座上设有提升绞车，提升绞车下端悬挂有模拟撞击物体，该模拟撞击物体沿滑动导轨滑动设置;所述海底管道位于门形支撑架横梁的正下方且与横梁平行设置;海底管道一端连接有一固定支撑架，海底管道另一端顺序连接有一加载轴向载荷装置和一平移支撑架;所述海底管道为一密封管体，海底管道的一端连接有一加载内压装置。
[0009]在本发明的一较佳实施方式中，所述土池内填充有用于模拟柔软海床的土壤;所述海底管道埋设在该土壤中。
[0010]在本发明的一较佳实施方式中，所述加载内压装置包括一液压栗站，该液压栗站通过管路和快速接头连接于海底管道的一端。
[0011]在本发明的一较佳实施方式中，所述模拟撞击物体包括有铁箱，铁箱顶部设有能悬挂于提升绞车的挂钩，铁箱底部设有撞击压头;所述铁箱上还设有与滑动导轨滑动连接的滑动基座;所述撞击压头为楔形、锥形、圆弧性或圆台形。
[0012]在本发明的一较佳实施方式中，所述滑动基座由滑轮板构成，滑轮板上设有滑设于滑动导轨中的滑轮。
[0013]在本发明的一较佳实施方式中，所述加载轴向载荷装置为一单出杆活塞缸，单出杆活塞缸的缸体固定于所述平移支撑架，单出杆活塞缸的活塞杆固定于海底管道的另一端;所述平移支撑架包括一竖直设置的支撑体，该支撑体的一侧连接单出杆活塞缸的缸体，该支撑体的另一侧通过一连杆连接一水平滑座，该水平滑座滑动地设置在一水平基座中；所述水平滑座与水平基座之间设有定位和固定结构。
[0014]在本发明的一较佳实施方式中，海底管道一端通过一法兰固定连接于固定支撑架，单出杆活塞缸的缸体通过另一法兰固定连接于平移支撑架。
[0015]在本发明的一较佳实施方式中，所述水平基座上设有导向轨道，所述导向轨道与海底管道轴向平行设置;所述水平滑座上设有多个与导向轨道配合移动的滚轮。
[0016]在本发明的一较佳实施方式中，邻近海底管道另一端的管体上设有一竖直设置的拉杆，所述拉杆上端能平移地连接于横梁上，所述拉杆下端通过卡箍能拆卸地连接于管体。
[0017]在本发明的一较佳实施方式中，所述拉杆由上拉杆和下拉杆相对固定连接构成；所述上、下拉杆之间设有伸缩调节装置。
[0018]由上所述，本发明是一种考虑土壤柔性作用的多功能海底管道模拟撞击试验系统，该模拟试验系统不仅能够在海底管道预加轴向载荷及内压条件下，对海底管道进行受落物撞击试验模拟，同时可以对海底管道在不同长度、埋设深度、撞击位置和撞击接触面形状的情况进行模拟撞击试验;该模拟试验系统结构简单，操作便捷，安装拆卸方便，经济适用，各组成部分可以被重复利用，大大降低了试验成本;能够实现上述多种条件下的复合海底管道撞击模拟试验。
【附图说明】
[0019]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:
[0020]图1A:为本发明海底管道模拟撞击试验系统立体结构示意图；
[0021 ]图1B:为本发明海底管道模拟撞击试验系统主视示意图；
[0022]图1C:为本发明海底管道模拟撞击试验系统俯视示意图；
[0023]图2:为本发明中固定支撑架的结构示意图；
[0024]图3:为本发明中平移支撑架的结构示意图；
[0025]图4:为本发明中加载内压装置的结构示意图；
[0026]图5:为本发明中模拟撞击物体与滑动导轨滑动连接的结构示意图。
[0027]附图标号:
[0028]100:海底管道模拟撞击试验系统；
[0029]1: 土池；
[0030]2:门形支撑架;21:横梁;22:拉杆;221:上拉杆;222:下拉杆223:卡箍；
[0031 ] 3:移动座;31:滑动导轨;32:提升绞车；
[0032]4:模拟撞击物体;41:铁箱;42:撞击压头;43:滑动基座；
[0033]5:固定支撑架；
[0034]6:平移支撑架;61:支撑体;62:连杆;63:水平滑座;631:滚轮;64:水平基座;641:导向轨道;642:螺纹孔;65:螺栓；
[0035]7:加载内压装置;71:液压栗站;72:管路;73:快速接头；
[0036]8:单出杆活塞缸;81:缸体；82:活塞杆；
[0037]9:海底管道；
【具体实施方式】
[0038]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
[0039]如图1A、图1B、图1C所示，本发明提出一种海底管道模拟撞击试验系统100，该试验系统100包括有土池I和横跨土池I设置的门形支撑架2; 土池I内设有模拟海底管线的海底管道9;土池内填充有用于模拟柔软海床的土壤，所述海底管道埋设在该土壤中；门形支撑架2的横梁21上设有能沿横梁21平移的移动座3，由所述移动座3向横梁21下方垂直延伸设有滑动导轨31 ；所述移动座3上设有提升绞车32，提升绞车32下端悬挂有模拟撞击物体4，该模拟撞击物体4沿滑动导轨31滑动设置;所述海底管道9位于门形支撑架横梁21的正下方且与横梁21平行设置;海底管道9 一端连接有一固定支撑架5，海底管道9另一端连接有一平移支撑架6;所述海底管道9为一密封管体，海底管道9的一端连接有一加载内压装置7;海底管道9 一端通过一法兰固定连接于固定支撑架5，海底管道另一端设有一单出杆活塞缸8，单出杆活塞缸的缸体81通过另一法兰固定于所述平移支撑架6上，单出杆活塞缸的活塞杆82固定于海底管道9的另一端;所述平移支撑架6可以沿着海底管道9的轴向移动，以便连接(更换)不同长度的海底管道;单出杆活塞缸8可以对海底管道9施加轴向载荷(压力或拉力)，通过改变上述法兰的连接位置可以调整海底管道9埋设深度。
[0040]由上所述，本发明是一种考虑土壤柔性作用的多功能海底管道模拟撞击试验系统，该模拟试验系统不仅能够在海底管道预加轴向载荷及内压条件下，对海底管道进行受落物撞击试验模拟，同时可以对海底管道在不同长度、埋设深度、撞击位置和撞击接触面的情况进行模拟撞击试验;该模拟试验系统结构简单，操作便捷，安装拆卸方便，经济适用，各组成部分可以被重复利用，大大降低了试验成本;能够实现上述多种条件下的复合海底管道撞击模拟