[發明專利]雙層管整體屈曲模擬實驗裝置和方法

無效

• 申請號: 201210101723.1
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102636396A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 段夢蘭;曾霞光;高攀;金鑫;張玉;陳景皓;王琴;周立軍;張健;董楠;譚雙妮;孫晶晶
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20;G01N3/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 何春蘭

技術領域

本發明是有關于一種雙層管整體屈曲模擬實驗裝置和方法。

背景技術

雙層海底管道(pipe-in-pipe?systems，亦稱為雙層管)一般由輸送內管和保護外管構成，并在內外管層形成的環形空間中填充絕熱材料以提升管道的保溫性能。目前海洋油氣開發高溫輸送的最主要結構形式是剛性連接的雙層海底管道。受條件限制，在較深水域這類管道一般未作埋設而是直接鋪設在海床上，此時完整的設計校核需要整體屈曲分析，但各船級社的現有規范并沒有直接給出雙層管道整體屈曲的直接分析方法，工程上各個管道項目的評估準則也不完全一致，且大多都是以計算校核為主，因此需要提供一種雙層海底管道屈曲模型實驗裝置。

發明內容

本發明的目的是，提供一種雙層管整體屈曲模擬實驗裝置，其可以驗證雙層管整體屈曲理論中提出的若干假設；還可以研究理想情況下雙層管整體屈曲已有分析模型和方法的有效性，并為新理論和新方法的建立提供基礎實驗數據。

本發明的另一目的是，提供一種雙層管整體屈曲模擬實驗方法。

本發明的上述目的可采用下列技術方案來實現：

一種雙層管整體屈曲模擬實驗裝置，其包括：底座；雙層管，其設置在底座上，所述雙層管由內管和間隔套設在內管之外的外管組成，所述雙層管的末端固定，所述內、外管的前端通過內外管耦合軸向加載裝置連接，所述內管和外管上分別貼設有多組應變片；一個軸向加載裝置，其可軸向滑動地連接在所述底座上，所述軸向加載裝置與所述內管的前端連接，所述軸向加載裝置與所述內管之間連接有壓力傳感器；兩個側向加載裝置，其分別位于所述雙層管的兩側，兩個側向加載裝置錯開設置。

如上所述的雙層管整體屈曲模擬實驗裝置，所述軸向加載裝置包括：軸向加載底座，其連接在所述底座上；第一螺母座，其連接在所述軸向加載底座上；螺桿，其可轉動地連接在所述第一螺母座上，且所述螺桿通過所述壓力傳感器與所述內管連接，所述內管在周向上固定；第一轉盤，其連接在所述螺桿遠離所述內管的一端。

如上所述的雙層管整體屈曲模擬實驗裝置，所述內外管耦合軸向加載裝置包括連接板和分別連接在連接板兩端的螺桿連接件；所述外管固定連接在所述連接板的中央位置，所述螺桿連接件具有螺桿件和固定件，螺桿件的一端固定連接固定件，另一端連接在連接板上，所述固定件的另一端與所述軸向加載底座固定連接。

如上所述的雙層管整體屈曲模擬實驗裝置，所述底座上對應所述軸向加載底座的兩端位置處分別設有第一導桿，第一導桿與所述雙層管平行；所述軸向加載底座的兩端分別設有第一抱緊裝置，第一抱緊裝置可軸向移動地抱緊第一導桿。

如上所述的雙層管整體屈曲模擬實驗裝置，每個所述第一抱緊裝置包括一個第一壓板和兩個第一卡板，所述第一壓板壓設在第一導桿上，兩個第一卡板則分別連接在第一導桿的兩側，且每個第一卡板通過螺栓連接在第一壓板的底面上。

如上所述的雙層管整體屈曲模擬實驗裝置，所述雙層管的末端設有緊固組件，所述緊固組件包括抱箍、頂板、托板和兩個第二抱緊裝置，所述托板連接在兩個第二抱緊裝置之間，所述頂板垂直連接在托板的末端，所述底座上對應每個第二抱緊裝置處分別設有第二導桿，第二導桿與所述雙層管平行所述第二抱緊裝置抱緊連接第二導桿，所述雙層管放置在所述托板上，并擋止于所述頂板；所述抱箍抱緊所述雙層管，并連接在所述托板上。

如上所述的雙層管整體屈曲模擬實驗裝置，每個所述第二抱緊裝置包括一個第二壓板和兩個第二卡板，所述托板連接在兩個第二壓板之間，且每個第二壓板壓設在第二導桿上，兩個第二卡板則分別連接在第二導桿的兩側，且每個第二卡板通過螺栓連接在第二壓板的底面上。

如上所述的雙層管整體屈曲模擬實驗裝置，所述底座上并在每個所述第二導桿的外側分別設有與雙層管平行的導軌，每個所述第二壓板的底面設有卡頭，所述卡頭卡設在所述導軌上。

如上所述的雙層管整體屈曲模擬實驗裝置，每個所述側向加載裝置包括側向加載底座，所述底座的兩側分別設有與所述雙層管平行的滑軌，所述側向加載底座可整體軸向移動地連接在所述滑軌上。

如上所述的雙層管整體屈曲模擬實驗裝置，每個所述側向加載裝置還包括：第二螺母座和支撐座，其分別連接在所述側向加載底座的兩端上；絲杠，其一端連接第二轉盤，所述絲杠可轉動地連接在所述第二螺母座上；光桿，其一端連接有推板，另一端通過接頭連接所述絲杠，所述光桿周向固定，并可位移地連接在所述支撐座上，所述推板面對著所述雙層管。

如上所述的雙層管整體屈曲模擬實驗裝置，每個所述側向加載裝置的底部設有卡頭塊，所述卡頭塊卡設在所述滑軌上。