[發明專利]一種深水頂張式立管的頂張力及有效張力試驗方法

無效

• 申請號: 201110161176.1
• 申請日: 2011-06-16
• 公開（公告）號: CN102288349A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 黃維平;吳學敏;劉娟;李倩;魏東澤;段金龍;孟慶飛;周陽
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01L5/04
• 分類號: G01L5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種深水頂張式立管的頂張力及有效張力試驗方法，其特征在于：該方法將模型管線的下端固定在內壓水箱上，將模型管線的上端連接彈簧拉力計，在模型管線外部設有外壓水筒，在模型管線不同位置上設置若干應變計，并設置用于測量管線內壓的壓力表；

然后進行如下試驗：

首先，向模型管線內充水，保持系統內的水正常流動，使壓力表和應變計的讀數為零；然后，通過張緊彈簧拉力計對模型管線施加頂張力，使應變計的最小應變值達到200～1000個微應變，記錄彈簧拉力計和應變計的讀數；

進行頂張力試驗，使模型管線內的水停止流動，并保持模型管線內的水量與正常流動時相等，保持壓力表讀數為零，記錄彈簧拉力計和應變計的讀數；對彈簧拉力計和應變計的測試數據進行分析，對比系統內水正常流動和不流動兩種狀態條件下模型管線的頂張力和管壁張力；如果多次試驗結果表明兩種狀態的頂張力和管壁張力相等，則驗證了管內流體的重量對頂張力沒有影響，因此，頂張力計算時不應計算管內流體的重量；如果兩種狀態的頂張力和管壁張力不相等，應對兩種狀態的頂張力和管壁張力差值進行分析，如果該差值與管內流體重量引起的頂張力和管壁張力的增量吻合，則頂張力計算時應計算管內流體的重量，否則，應將該差值視為試驗誤差。

2.如權利要求1所述的深水頂張式立管的頂張力及有效張力試驗方法，其特征在于：還包括內壓作用的有效張力試驗，內容如下：

增加模型管線的管內流體壓力，使管內流體壓力達到模型管線的標稱壓力，記錄彈簧拉力計、壓力表和應變計的讀數；將壓力表和應變計的測試數據代入有效張力計算公式，計算出應變計所在截面的有效張力，然后根據模型管線的軸向平衡條件，分析應變計所在截面的有效張力與彈簧拉力計代表的頂張力的平衡問題，如果各截面的有效張力與頂張力滿足平衡條件，則無外壓條件滿足有效張力計算公式；否則，有效張力的計算公式是不正確的；有效張力計算公式如下：

T_e＝T_w-p_iA_i+p₀A₀

式中：T_w為立管管壁張力；

p_i，p₀分別為立管的內、外流體的壓力，其中p_i不包括靜水頭壓力；

A_i，A₀分別為立管的內、外壁橫截面積。

3.如權利要求2所述的深水頂張式立管的頂張力及有效張力試驗方法，其特征在于：還包括內外壓作用的有效張力試驗，內容如下：

保持所述的內壓作用的有效張力試驗的試驗狀態，將外壓水筒充滿水，記錄彈簧拉力計、壓力表和應變計的讀數，將壓力表和應變計的測試數據代入有效張力計算公式，計算出應變計所在截面的有效張力，得到內外壓作用的有效張力計算結果，并根據平衡條件確定有效張力計算公式的正確與否。

4.如權利要求3所述的深水頂張式立管的頂張力及有效張力試驗方法，其中，還包括外壓作用的有效張力試驗，內容如下：

保持所述的內外壓作用的有效張力試驗的試驗狀態，使模型管線的管內流體壓力降至零，記錄彈簧拉力計和應變計的讀數，將壓力表和應變計的測試數據代入有效張力計算公式，計算出應變計所在截面的有效張力，得到外壓作用的有效張力計算結果，并根據平衡條件確定有效張力計算公式的正確與否。