[發明專利]一種可調角度的試驗管件劃線裝置及方法

在審

• 申請號: 201711361211.8
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN107901016A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 李妍;李曉文;扈喆;林國珍;張曉瑩
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: B25H7/04
• 分類號: B25H7/04
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司35218
• 代理人: 方惠春

技術領域

本發明屬于深水海底管道生產和鋪設安裝過程中的技術領域，具體地涉及一種可調角度的試驗管件劃線裝置及方法。

背景技術

海底輸油氣管線是國家的生命線工程，其安全與否對于我國的海洋石油開發和國家經濟發展關系重大。然而，海洋環境條件復雜多樣，海底管道承受著自重、外部靜水壓力、內部壓力、崎嶇不平的海床、海水腐蝕等復雜載荷和環境條件，鋪設于海底的管道極有可能在外載荷的作用下發生屈曲和屈曲傳播，海底管道一旦發生屈曲破壞，就會導致及其嚴重的油氣泄漏事故，會給國家造成巨大的經濟、社會、政治和生態損失。

目前，深水管道的結構屈曲理論的研究尚處于探索階段，需要對深水海底管道屈曲機理和條件進行試驗研究,以驗證和改進屈曲理論。因此需要通過海底管道壓力試驗來研究管道屈曲特性及屈曲傳播特性。

在進行海底管道試驗的時候，需要在全比尺管件表面劃定沿管件軸向延伸的管件軸向線以及沿管道周向延伸的管道周向線。以標記試驗過程中管道應力應變檢測點位置以及監測試驗過程中管道變形情況。

目前已知的海底管道試驗劃線定位技術中，使用鉛錘和直角鋼尺確定試驗管件端部橫截面最高點，之后用彈墨線的方法確定管件軸向線；將寬卡紙緊貼試驗管件圍繞試驗管件周向一圈以上，調整重疊部分使得卡紙邊緣完全重合，之后用記號筆將卡紙邊緣描邊。這兩種方法均比較耗時，需要4-5人配合才可以完成，且定位精度低、人為誤差因素較難控制，主要存在以下問題：第一，試驗管件長度一般在八米左右，彈墨線過程極易發生移位，如果分段彈墨線，很難保證每段墨線都不發生偏移；第二，記號筆描邊方法，卡紙固定困難，且描邊線邊緣參差不齊。而試驗管件應力應變監測點位置的確定對于預測和控制深水海底管道工作性能與可靠性極為重要。

發明內容

本發明旨在提供一種可調角度的試驗管件劃線裝置及方法，以解決目前劃線方法存在耗時費力、精度不高的問題。為此，本發明采用的具體技術方案如下：

一種可調角度的試驗管件劃線裝置，可包括底座、可拆卸安裝在所述底座上的劃線筆架和可拆卸安裝在所述劃線筆架上的劃線筆，所述底座上設置有兩條沿長度方向平行延伸的間隔開的滑軌，所述滑軌之間布置有至少兩對在長度方向上的間隔開的滾動軸承支座，待劃線的試驗管件由所述滾動軸承支座支承并能夠滾動，所述劃線筆架包括兩個梯形支架和量角圓弧框，兩個梯形支架分別可滑動地接合在兩條滑軌上，所述量角圓弧框固定連接在兩個梯形支架的上端上，其上設置有一條沿周向延伸的前后貫通的滑槽，并且至少一個側面上設置有0-180°的角度標記刻度，所述滑槽上安裝有至少一根能沿其移動的中空筆管，所述劃線筆活動摩擦地放置在所述中空筆管內。

進一步地，每個所述梯形支架下端安裝有兩個滾輪，所述滾輪滑動接合在所述滑軌上并設置有自鎖裝置。

進一步地，所述滑軌兩端均設置有限位塊。

進一步地，所述劃線筆架還包括筆管安裝架，所述筆管安裝架穿設在滑槽中并能沿滑槽移動，其一端具有上下貫通的螺紋通孔，所述中空筆管外壁設置有螺紋，所述中空筆管通過其外壁的螺紋與螺紋通孔的內螺紋配合安裝在所述筆管安裝架上。

更進一步地，所述中空筆管的高度通過旋擰來進行調節。

進一步地，所述劃線筆為石墨筆或油性記號筆。

一種可調角度的試驗管件劃線方法，可包括以下步驟：提供如上所述的深海管道試驗管件劃線裝置；將待劃線的試驗管件放置在底座的滾動軸承支座上；將劃線筆架放置在滑軌上；在進行試驗管件軸向線繪制時，首先調整中空筆管在滑槽上的角度位置，使劃線筆對準要繪制的試驗管件軸向線的位置，然后調整劃線筆高度，使劃線筆與試驗管件的表面接觸，之后將劃線筆架從滑軌一端移動到另一端，從而完成試驗管件軸向線繪制；在進行試驗管件周向線繪制時，首先參照已完成的試驗管件軸向線，根據試驗管件周向線位置到試驗管件末端的距離移動劃線筆架，使劃線筆位于指定位置，然后轉動試驗管件一圈，從而完成指定位置的試驗管件周向線繪制。

進一步地，所述方法還可包括同時繪制多條試驗管件軸向線的步驟，具體過程如下：在滑槽上安裝多根中空筆管，然后調整每根中空筆管在滑槽上的角度位置，使每支劃線筆分別對準要繪制的試驗管件軸向線的位置，然后調整每支劃線筆高度，使每支劃線筆均與試驗管件的表面接觸，之后將劃線筆架從滑軌一端移動到另一端，從而完成多條試驗管件軸向線繪制。