[實用新型]一種海洋立管渦激振動試驗裝置

有效

• 申請號: 202022286708.1
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN213041474U
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 龐建華;鐘英豪;黃超;潘新祥;嚴謹
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉瑤云;陳偉斌

本實用新型涉及海洋立管渦激振動試驗技術領域，公開了一種海洋立管渦激振動試驗裝置，包括水槽和設置在水槽中的模擬系統，模擬系統包括支架、內流加載機構和立管模型，支架包括底座，立管模型與底座鉸接，底座側面開設有進水口、頂面開設有出水口，底座上設有連通進水口和出水口的通道，立管模型連接在出水口處，立管模型與出水口通過連接管連接，連接管為柔性管，內流加載機構與進水口連接，可使內流從立管模型的底端進入立管模型，支架是固定在水槽中的，可以抵抗內流加載時對底座的沖擊而幾乎不產生振動，保證立管模型的振動是由模擬海流及其內流共同作用的結果，模擬海洋立管的真實工況，消除內流加載造成的振動對試驗的影響，減小試驗誤差。

技術領域

本實用新型涉及海洋立管渦激振動試驗技術領域，特別是涉及一種海洋立管渦激振動試驗裝置。

背景技術

海洋立管是海洋平臺與海底井口間的主要連接件。作為海面與海底的一種聯系通道，可用于固定式平臺、浮式平臺及鉆探船舶等。如今，海洋立管對各類海洋活動起著越來越重要的作用，由于海洋環境復雜多變，立管因特殊的細長型結構承受復雜的海洋荷載，立管的動力響應具有強烈的非線性，當結構的固有頻率和外荷載的頻率相近時，立管將產生共振，不僅只是工程本身遭受破壞，而且可能造成油氣的泄露、爆炸等嚴重的次生災害,這些現象使得立管成為整個系統中最薄弱的環節之一。

海洋立管在工作中，其內是有油或氣流通過的。研究表明，管道內部流體的流動會改變管道的動力特性，因此，內流對海洋立管的渦激振動的影響是試驗需要考慮的。目前，在海洋立管渦激振動試驗中，內流的加載都是直接將管道與立管模型連接充入液體的，不僅不方便連接，而且內流的加載會造成立管的振動，引起試驗誤差。

中國發明專利CN102607787B(公開日為2017年05月17日)公開了一種測試內流對海洋立管動力特性影響的試驗方法，公開了一種立管連接的鉸接接頭，具體公開了鉸接接頭的底座的側面和底面分別開進(出)水孔和立管連接孔并耕絲，進(出)水孔與施加內流的進水管相連接，立管連接孔與選定的立管模型相連接，該部分的主要功能是連接立管模型并施加內流。該專利的立管連接在底座底面的進(出)水孔，底座與接頭的其他結構是鉸接的，當內流從接頭的側面流進再流入立管中，內流具有一定的流速，會對鉸接接頭產生沖擊，造成立管振動，此振動是內流加載產生的，不屬于渦激振動，會影響試驗結果。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種試驗誤差小、能模擬海洋立管真實工況的海洋立管渦激振動試驗裝置。

為了實現上述目的，本實用新型提供了一種海洋立管渦激振動試驗裝置，包括水槽和設置在所述水槽中的模擬系統，所述模擬系統包括支架、內流加載機構和立管模型，所述支架包括底座，所述立管模型與所述底座鉸接，所述底座側面開設有進水口、頂面開設有出水口，所述底座上設有連通所述進水口和所述出水口的通道，所述立管模型連接在所述出水口處，所述立管模型與所述出水口通過連接管連接，所述連接管為柔性管，所述內流加載機構與所述進水口連接。

作為優選方案，所述底座上設有兩個支座，所述立管模型位于兩個所述支座之間，且所述立管模型的相對的兩側分別通過轉軸與兩個所述支座連接。

作為優選方案，所述內流加載機構包括位于所述水槽外的水倉、水泵和流速控制器，所述水槽的槽壁上設有連通其內外的管接頭，所述水倉、所述流速控制器、所述水泵、所述管接頭、所述進水口依次通過管道依次連接。

作為優選方案，所述支架還包括頂座和支撐座，所述頂座和所述底座上下設置，所述支撐座的兩端分別與所述頂座、所述底座連接，所述頂座上連接有可上下移動的滑塊，所述立管模型的頂端鉸接在所述滑塊上。

作為優選方案，所述模擬系統還包括張力施加機構，所述張力施加機構包括拉繩和和帶動所述拉繩移動的拉動機構，所述拉動機構設置在所述支架上，所述拉繩與所述滑塊連接以帶動所述滑塊上下移動。

作為優選方案，所述拉繩上設有張力檢測裝置。