[實用新型]海洋臍帶纜渦激振動試驗裝置

有效

• 申請號: 201821494958.0
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN208937285U
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 郭海燕;顧洪祿;安萬博;李福恒;劉震
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 李新欣

本實用新型主要屬于海洋臍帶纜設計安裝技術領域，涉及海洋臍帶纜渦激振動試驗裝置。所述裝置包括支撐底座、側邊支撐架、能夠沿所述側邊支撐架上下滑動的中間支撐平臺、設置于所述側邊支撐架最頂部的頂部平臺；待測海洋臍帶纜的兩端通過萬向鉸分別與所述支撐底座以及與所述中間支撐平臺上設置的張力固定測試裝置連接；所述張力固定測試裝置包括用于直接測試所述待測海洋臍帶纜頂張力的張力計；所述張力固定測試裝置的上部和用于為所述待測海洋臍帶纜施加頂張力的張力施加裝置連接。本實用新型提供的試驗裝置能夠解決臍帶纜渦激振動試驗過程中頂張力施加不準確，初始施加頂張力失效，支架擾亂流場等問題，使臍帶纜渦激振動試驗更加切合實際。

技術領域

本實用新型主要屬于海洋臍帶纜設計安裝技術領域，具體涉及海洋臍帶纜渦激振動試驗裝置,能夠在模擬海洋臍帶纜渦激振動試驗中精確穩定施加臍帶纜的頂張力，解決支架擾流問題，并且對臍帶纜進行有效的支撐固定。

背景技術

臍帶纜為海洋油氣生產系統的生命線，作為控制系統，連接著平臺或浮式生產系統與海底油井。臍帶纜的組成部分一般有電纜、光纖、輸送化學制劑和液壓流體的鋼管、外部保護層(鋼管和復合材料) 等，主要作用為輸送化學制劑、液壓流體、電及控制信號。主要承受的外部荷載有：波浪，海流，頂部浮體運動。

由于復雜的環境荷載以及工作水深的加深，臍帶纜的整體變形很難掌握確定。深海臍帶纜關乎整個油氣生產系統的控制問題，一旦發生破壞，將會在成巨大的影響。在臍帶纜工作過程中，當一定流速的流體流經臍帶纜結構時，會引發渦激振動(Vortex-inducedvibration)。當漩渦脫落的頻率與立管的自振頻率相同或相近時，還會產生共振現象，立管振動的強度會隨之增加，其中橫流向的升力以及振幅增加尤為明顯，這將會加速海洋立管的破壞進程。隨著開采深度的增加，臍帶纜所處的海流，波浪環境日趨復雜，因此渦激振動成為深海臍帶纜設計過程中主要障礙之一。在實驗室進行臍帶纜渦激振動的模擬意義重大，在模擬過程中，除了模擬臍帶纜所處的環境荷載之外，還需要模擬臍帶纜兩端鉸接的連接方式，施加準確并且穩定的頂張力，適應不同的臍帶纜的長度，以及解決試驗支架對流場的影響。

現有技術中，實驗裝置施加頂張力不夠準確，在施加頂張力的過程中誤差較大，不能較好的固定立管頂部以及確保頂張力的穩定性，除此之外在水槽實驗中，支架擾流問題也沒有被考慮。

因此，亟需一套對臍帶纜渦激振動進行準確模擬的裝置。

實用新型內容

針對上述技術問題，本實用新型提供一種海洋臍帶纜渦激振動試驗裝置，在臍帶纜渦激振動實驗過程中，所述裝置可以適應于不同的臍帶纜的長度，精確并且穩定地施加臍帶纜頂部張力，防止在振動過程中使施加的頂張力失效，解決支架干擾流場的問題，使臍帶纜渦激振動試驗更為準確。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

海洋臍帶纜渦激振動試驗裝置，包括支撐底座、側邊支撐架、能夠沿所述側邊支撐架上下滑動的中間支撐平臺、設置于所述側邊支撐架最頂部的頂部平臺；

待測海洋臍帶纜的兩端通過萬向鉸分別與所述支撐底座以及與所述中間支撐平臺上設置的張力固定測試裝置連接；所述張力固定測試裝置包括用于直接測試所述待測海洋臍帶纜頂張力的張力計；

所述張力固定測試裝置的上部和用于為所述待測海洋臍帶纜施加頂張力的張力施加裝置連接。

進一步地，所述張力固定測試裝置包括頂部萬向鉸、與所述頂部萬向鉸連接的張力計、與所述張力計連接且貫穿所述中間支撐平臺上螺栓孔的可上下移動螺桿、在所述可上下移動螺桿上設置的位于所述中間支撐平臺兩側的兩個固定螺母、以及設置于所述可上下移動螺桿上部用于與張力施加裝置連接的連接部件。

進一步地，所述張力施加裝置包括繩索、設于所述頂部平臺上部的兩個定滑輪、用于施加頂張力的砝碼盤和砝碼；所述繩索的一端和所述張力固定測試裝置連接，繩索另一端和所述砝碼盤連接，繩索的中間部分穿過所述兩個定滑輪；