[實用新型]一種隔水導管樁土相互作用機理試驗裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920109296.5
• 申請日: 2009-06-23
• 公開（公告）號: CN201464342U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設計）人: 姜偉;劉書杰;楊進;王平雙;周建良;付英軍;鞏立根;周長所
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油總公司;中海石油研究中心;中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00;G01N19/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種隔水導管樁土相互作用機理試驗裝置，特別是關(guān)于一種能模擬不同水深條件的隔水導管樁土相互作用機理試驗裝置。

背景技術(shù)

在海上石油勘探中，鉆井隔水導管的安全性和經(jīng)濟性對于整個石油的勘探和開采起著至關(guān)重要的作用，而隔水導管入泥深度的確定是鉆井隔水導管的關(guān)鍵技術(shù)之一，而深海隔水導管入泥深度的確定關(guān)鍵在于隔水導管與海底土之間作用機理的確定。隔水導管與海底土之間的作用機理包括隔水導管與海底土之間的摩擦系數(shù)與水深、海底土固結(jié)時間、隔水導管管徑和海底土性質(zhì)之間的關(guān)系。目前，對于隔水導管與砂土之間的作用機理及二者之間摩擦力的計算理論都不夠完善，缺乏相關(guān)的理論指導，這就為深海隔水導管入泥深度的確定帶來了很大的困難。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能夠確定隔水導管與海底土之間的作用機理的隔水導管樁土相互作用機理試驗裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案：一種隔水導管樁土相互作用機理試驗裝置，其特征在于：它包括一密封筒、一密封所述密封筒用的密封蓋、一電動活塞提升機測力傳感器、一模擬隔水導管用的試驗用導管、多個應變式測力傳感器、一液體壓力計、一液壓泵和一控制裝置；其中，所述密封筒端口處沿徑向設置有一固定用的橫桿；所述電動活塞提升機測力傳感器通過所述橫桿連接所述實驗用導管，并將測得的數(shù)據(jù)輸送給所述控制裝置；各所述應變式測力傳感器間隔設置在海底土覆蓋的所述試驗用導管外壁上的不同高度，以檢測不同海水深度下所述試驗用導管所受的應力并實時輸送給所述控制裝置；所述液體壓力計用于將采集到的液體上部壓強信息實時輸送給所述控制裝置；所述液壓泵的輸出端通過液壓傳輸管連接所述密封蓋上的進水口；所述控制裝置電連接所述液壓泵的控制端；所述控制裝置內(nèi)預設置有一所述控制裝置控制密封筒內(nèi)水深用的液體壓強閾值計算模塊和一摩擦系數(shù)計算模塊。

所述液體壓強閾值計算模塊為：

P₀＝ρgh

所述摩擦系數(shù)計算模塊分別為：

μ=|G-(P1-P2)(A1-A2)|N]]>

式中，ρ為海水的密度[kg/m³]，g為重力加速度[N/kg]，h是所需研究的海水深度[m]，P₀是根據(jù)所需研究的海水深度確定的液體壓強閾值[P_a]，μ為所述實驗用導管與海底土之間的摩擦系數(shù)，G為所述應變式測力傳感器的重力，P₁、P₂分別是測量初、后所述壓力表上顯示的壓強[P_a]，A₁、A₂分別為所述內(nèi)液壓缸活塞、提升桿的橫截面積[m²]，N為所述應變式測力傳感器測得的所述實驗用導管所受的應力[N].

它還包括一顯示裝置，其輸入端電連接所述控制裝置的輸出端。

所述電動活塞提升機測力傳感器包括一固定在所述橫桿中心的內(nèi)液壓缸，所述內(nèi)液壓缸內(nèi)包括一下部帶有一提升桿的內(nèi)液壓缸活塞，所述提升桿下部通過一掛鉤連接所述試驗用導管；所述內(nèi)液壓缸活塞的側(cè)壁上、下兩端各向外連通一高壓傳遞管，所述高壓傳遞管貫穿所述密封筒分別連通在一外液壓缸的上、下腔室；所述外液壓缸的頂部設置有一電傳動機構(gòu)，所述電傳動機構(gòu)連接到所述外液壓缸內(nèi)的一外液壓缸活塞；所述外液壓缸下腔室中連接一壓力表，所述壓力表實時顯示其檢測到的所述外液壓缸下腔室中液體的壓強并通過數(shù)據(jù)線實時輸送給所述控制裝置。

包括一電動機，在所述電動機輸出軸上連接有一套齒輪齒條機構(gòu)，由齒輪齒條機構(gòu)連接外液壓缸活塞。

所述內(nèi)液壓缸通過套設在其外的一套管居中固定在所述橫桿上，懸置在所述密封筒內(nèi)。