[發(fā)明專利]一種海底管道落錘沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)及試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110434450.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN113218787B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周游;張淑華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/303
• 分類號(hào): G01N3/303;G01N3/02
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 嚴(yán)志平

1.一種海底管道落錘沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括支撐門架、砝碼滑道門架、滑道傾角調(diào)節(jié)齒條、砝碼加載架、海底管道節(jié)段模型、平臺(tái)底座、管道滑動(dòng)基座和管道固定卡箍；

所述滑道傾角調(diào)節(jié)齒條連接支撐門架和砝碼滑道門架，且能夠調(diào)節(jié)砝碼滑道門架與支撐門架之間的相對(duì)角度；

所述砝碼加載架上裝載若干砝碼，且下方設(shè)有落錘，所述砝碼加載架安裝于砝碼滑道門架上，且能夠沿砝碼滑道門架下落，使落錘撞擊海底管道節(jié)段模型；

所述支撐門架固定于平臺(tái)底座上，所述平臺(tái)底座上還設(shè)有兩條導(dǎo)軌；

所述管道滑動(dòng)基座包括兩個(gè)軌道輪基座，所述軌道輪基座的兩端通過軌道輪軸安裝有軌道輪，所述軌道輪能夠在導(dǎo)軌內(nèi)移動(dòng)，兩個(gè)所述軌道輪基座之間還設(shè)有土槽；

所述管道固定卡箍包括卡箍和卡箍螺栓，所述卡箍通過卡箍螺栓與軌道輪基座對(duì)接安裝；

所述卡箍、軌道輪基座和土槽均設(shè)有與海底管道節(jié)段模型相契合的凹口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底管道落錘沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述支撐門架包括兩根平行設(shè)置的縱梁以及連接兩根縱梁的橫梁；

所述砝碼滑道門架包括兩根平行設(shè)置的凸形滑道以及連接兩根凸形滑道的連接橫梁；

所述縱梁和凸形滑道之間設(shè)有連接軸承，所述連接軸承包括焊接于凸形滑道的第一軸承基座、焊接于縱梁的第二軸承基座以及設(shè)于第一軸承基座和第二軸承基座間隙內(nèi)的軸承，所述第一軸承基座、軸承和第二軸承基座共軸線，使所述砝碼滑道門架能夠相對(duì)支撐門架發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海底管道落錘沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述滑道傾角調(diào)節(jié)齒條包括弧形齒條、棘爪和轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸固定于橫梁上，所述棘爪與轉(zhuǎn)軸相連且能夠以轉(zhuǎn)軸為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，所述弧形齒條有兩條，分別焊接在連接橫梁的兩端，所述弧形齒條整體呈弧線形，其弧線圓心與連接軸承的旋轉(zhuǎn)中心相同，所述弧形齒條的上表面帶有多個(gè)能與棘爪相卡的齒縫。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海底管道落錘沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述砝碼滑道門架上設(shè)有控制砝碼加載架提升和下落的纜繩滑輪組，所述纜繩滑輪組包括纜繩、第一滑輪、第二滑輪和錨端扣，所述第一滑輪設(shè)于橫梁中部，所述第二滑輪設(shè)于橫梁端部，所述錨端扣設(shè)于砝碼加載架頂部，所述纜繩系于錨端扣后依次繞過第一滑輪和第二滑輪。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海底管道落錘沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述砝碼加載架包括上頂板、下底板和導(dǎo)向輪，所述上頂板和下底板通過插銷連接成框且通過螺母固定，所述上頂板和下底板的兩端均設(shè)有導(dǎo)向輪軸，所述導(dǎo)向輪軸的兩端分別安裝一個(gè)導(dǎo)向輪；

所述凸形滑道在滑道段截面為凸形，在終止端截面為矩形，所述導(dǎo)向輪能夠沿凸形滑道移動(dòng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底管道落錘沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述落錘包括錘頭、連接塊以及用于固定錘頭和連接塊的連接螺栓，所述錘頭的橫截面形狀為矩形、圓弧形或錐形中的一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底管道落錘沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述海底管道節(jié)段模型包括鋼管，所述鋼管的兩端設(shè)置法蘭盤，所述法蘭盤通過法蘭螺栓進(jìn)行對(duì)接安裝。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底管道落錘沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)軌上設(shè)有對(duì)軌道輪限位的楔塊，所述楔塊上部為直角梯形體，下部與導(dǎo)軌相契合。

9.一種基于權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的海底管道落錘沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

在砝碼加載架上加載砝碼；

轉(zhuǎn)動(dòng)砝碼滑道門架至所需角度，并通過滑道傾角調(diào)節(jié)齒條固定砝碼滑道門架和支撐門架的位置；

移動(dòng)海底管道節(jié)段模型的位置，使海底管道節(jié)段模型的軸線與砝碼加載架下方落錘的下落軸線相交，使砝碼加載架沿砝碼滑道門架下落，落錘撞擊海底管道節(jié)段模型，完成傾角沖擊試驗(yàn)；

移動(dòng)海底管道節(jié)段模型的位置，使海底管道節(jié)段模型的軸線與砝碼加載架下方落錘的下落軸線相對(duì)錯(cuò)位，使砝碼加載架沿砝碼滑道門架下落，落錘撞擊海底管道節(jié)段模型，完成偏心沖擊試驗(yàn)。