[發明專利]一種三維鋼懸鏈線立管與土壤相互作用的實驗裝置

有效

• 申請號: 201310484553.4
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103575858A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 白興蘭;姚銳;陳晶晶
• 申請（專利權）人: 浙江海洋學院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N33/24
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及深水鋼懸鏈線立管技術領域，尤其涉及一種三維鋼懸鏈線立管與土壤相互作用的實驗裝置。?

背景技術

作為海上油氣生產的大動脈，立管系統在海洋油氣資源開發中占有舉足輕重的地位。隨著水深支架，深水鋼懸鏈線立管(Steel?Catenary?Riser，SCR)在成本控制、適用水深和順應能力等發明逐漸展現出獨特優勢，并取代傳統立管，成為深海尤其資源開發低成本高效益的立管解決方案，作為連接海上浮式裝置和海底管道的系統被廣泛用于各種水深開發項目中。?

針對深水鋼懸鏈線立管(Steel?Catenary?Riser，SCR)的觸地點區域，管-土相互作用原型試驗耗資巨大，且難以觀測等問題。當今國內外已經開展了大量管土作用小尺寸模擬實驗，但這些實驗研究主要集中在采用小直徑立管與土的二維相互作用來驗證數值分析結果，難以反應工程實際。?

本發明中提到的測試管是指深水鋼懸鏈線立管的流線段，簡稱立管。?

中國專利公開號CN201965061U，公開日是2011年9月7日，名?稱為一種深水立管疲勞實驗裝置的方案中公開了一種深水立管疲勞實驗裝置，它包括主缸筒、軸向加載缸、立管試件總成、橫向伺服加載缸、土體作用伺服加載缸；主缸筒頂部設置外壓接口和放氣閥；主缸筒兩端分別連接一具有軸向力接口的軸向加載缸；立管試樣總成兩端分別鉸接在相應一側的軸向加載缸活塞上，立管試樣總成包括一試樣主體和一連桿；試樣主體下方設置有模擬土體；試樣主體兩端分別設置一內壓接口；試樣主體上設置有若干傳感器，各傳感器的測試引線穿出主缸筒連接測試儀器；各橫向伺服加載缸和土體作用伺服加載缸均設置在主缸筒上，其中兩個橫向伺服加載缸的活塞頂在試樣主體頂部，另一個橫向伺服加載缸的活塞頂在試樣主體與連桿連接處底部；各土體作用伺服加載缸的活塞頂在模擬土體底部。不足之處在于，這種立管疲勞實驗裝置只在一個方向上對立管進行測試，不能反映立管的工程實際，所試驗得出的試驗結果不能用于指導立管的整體設計與分析。?

發明內容

本發明是為了解決現有立管疲勞實驗裝置只在一個方向上對立管進行測試，不能反映立管的工程實際，所試驗得出的試驗結果不能用于指導立管的整體設計與分析的不足，提供一種三維鋼懸鏈線立管與土壤相互作用的實驗裝置。該實驗裝置通過研究測試管橫向、縱向、垂向三個方向的運動，讓測試管更加接近工程實際來采集試驗數據，以便三維實驗所得到的實驗數據分析結果能更好地促進理論研究與數值分析，由此指導立管的整體設計與分析，保證立管在深水油氣開?采中的安全可靠應用。?

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：?