[發明專利]一種模擬海洋柔性軟管彎曲疲勞的實驗裝置

在審

• 申請號: 202110383006.1
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113029814A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 劉海超;金磊;許良彪;杜曉杰;荊祥海;樊榮興;楊連河;曲偉首
• 申請（專利權）人: 中海油（天津）管道工程技術有限公司
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20;G01N3/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王蒙蒙

1.一種模擬海洋柔性軟管彎曲疲勞的實驗裝置，其特征在于，所述實驗裝置包括：

端部活動夾具(3)，所述端部活動夾具(3)夾持在所述軟管的兩端部上；

機械加壓荷載系統，所述機械加壓荷載系統能對所述軟管的中部施加荷載；

加壓與循環加壓系統，所述加壓與循環加壓系統將設定溫度的介質進行加壓并輸送至所述軟管內，并且能將經過加壓的介質在所述軟管內循環；

介質加熱與熱循環系統，所述介質加熱與熱循環系統將輸送至所述軟管內的所述介質加熱至設定溫度，并保持介質溫度至設定溫度；以及，

控制系統，所述控制系統和所述機械加壓荷載系統相連接以控制所述機械加壓荷載系統對所述軟管施加的荷載，所述控制系統和所述加壓與循環加壓系統相連接以控制并記錄所述加壓與循環加壓系統對所述介質施加的壓力以及監控所述軟管的壓力狀態，所述控制系統和所述介質加熱與熱循環系統相連接以控制并記錄所述介質加熱與熱循環系統對所述介質所設定的溫度以及監控所述軟管的溫度狀態，并且，所述控制系統能測量并記錄試驗時所述軟管各處的應變。

2.根據權利要求1所述的模擬海洋柔性軟管彎曲疲勞的實驗裝置，其特征在于，所述實驗裝置還包括固定模具(4)，所述固定模具(4)彎曲成設定角度，在所述軟管的循環內壓加載試驗中，所述軟管穿設在所述固定模具(4)內，使得所述軟管能彎曲成設定角度。

3.根據權利要求1所述的模擬海洋柔性軟管彎曲疲勞的實驗裝置，其特征在于，所述端部活動夾具(3)為環形結構，夾持在所述軟管的端部；所述端部活動夾具(3)連接在固定基座(1)上，并與所述固定基座(1)轉動連接，使得所述端部活動夾具(3)能根據所述軟管的彎曲隨動、并自行調整角度以配合所述軟管的運動，并且，所述端部活動夾具(3)與所述軟管之間為間隙連接，使得在試驗過程中允許所述軟管在所述端部活動夾具(3)的內部滑移，以補償所述軟管彎曲產生的位移。

4.根據權利要求3所述的模擬海洋柔性軟管彎曲疲勞的實驗裝置，其特征在于，所述軟管的兩端部設置有軟管接頭(5)，所述端部活動夾具(3)夾持在所述軟管接頭(5)上。

5.根據權利要求1所述的模擬海洋柔性軟管彎曲疲勞的實驗裝置，其特征在于，所述實驗裝置還包括中心固定端夾具(2)，所述中心固定端夾具(2)夾持在所述軟管的中部，所述機械加壓荷載系統與所述中心固定端夾具(2)連接。

6.根據權利要求5所述的模擬海洋柔性軟管彎曲疲勞的實驗裝置，其特征在于，所述機械加壓荷載系統包括：

電機/減速箱(13)，所述電機/減速箱(13)與所述控制系統相連接；

固定臂(9)；

長臂(10)，所述長臂(10)的第一端轉動連接在所述固定臂(9)上；

小臂(12)，所述小臂(12)的第一端與所述長臂(10)的第二端轉動連接、所述小臂(12)的第二端固定連接在所述電機/減速箱(13)的輸出軸上；以及，

擺動臂(11)，所述擺動臂(11)的第一端轉動連接在所述長臂(10)上、所述擺動臂(11)的第二端固定連接在所述中心固定端夾具(2)上；

其中，所述電機/減速箱(13)驅動所述小臂(12)發生正反轉動以帶動所述長臂(10)發生上下擺動從而通過所述擺動臂(11)帶動所述軟管的中心發生上提和下壓運動，從而模擬所述軟管的彎曲疲勞試驗。

7.根據權利要求1所述的模擬海洋柔性軟管彎曲疲勞的實驗裝置，其特征在于，所述加壓與循環加壓系統包括：

加壓泵(17)；

加壓介質入口(6)和加壓循環介質出口(7)，所述加壓介質入口(6)和所述加壓循環介質出口(7)分別設置在軟管的兩端部，其中，所述加壓介質入口(6)通過管線與所述加壓泵(17)的出口相連接；

加壓介質循環管線(8)，所述加壓循環介質出口(7)通過所述加壓介質循環管線(8)與所述介質加熱與熱循環系統的加熱容器(14)相連接；以及，

壓力傳感器(19)，所述壓力傳感器(19)設置在所述加壓循環介質出口(7)的端部；

其中，所述加壓泵(17)和所述壓力傳感器(19)均與所述控制系統相連接。