[發明專利]一種全尺寸管道深海復雜海洋環境荷載聯合加載試驗系統

在審

• 申請號: 202211054355.X
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115420608A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 趙連志;杜飛;羅志剛
• 申請（專利權）人: 中國路橋工程有限責任公司
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01N3/20;G01N3/22;G01N3/04
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明公開了一種全尺寸管道深海復雜海洋環境荷載聯合加載試驗系統，具備軸力加載機構、彎矩加載機構和扭矩加載機構，軸力加載機構，用于對試驗管道的一端進行支撐，并對所述試驗管道的軸向荷載作用進行檢測，彎矩加載機構用于對所述試驗管道的中間位置進行支撐，并對所述試驗管道的彎矩荷載作用進行檢測，扭矩加載機構用于對所述試驗管道上遠離所述軸力加載艙的一端進行支撐，并對所述試驗管道的扭矩荷載作用進行檢測。本發明帶動試驗管道在非荷載加載過程中自動調整位置，使得試驗管道同一橫截面周向其他待檢測位置逐次呈現在彎矩加載驅動件底部，實現了試驗管道不同方向上的彎矩荷載加載，擴大了荷載檢測范圍，提高了荷載加載結果的精確度。

技術領域

本發明涉及海底管道安全評價試驗技術領域，具體涉及一種全尺寸管道深海復雜海洋環境荷載聯合加載試驗系統。

背景技術

深海油氣資源未來將在我國能源系統中占據重要地位，而深海油氣管道作為深海油氣資源開發的重要組成部分，發展安全可靠的儲運技術將成為制約其開發利用的重要影響因素，深海油氣管道的主要特點為顯著增加的設計壁厚和鋪設長度，作為極限工作水深和超高內壓作用下的超柔性體系，海床沖刷、強海流運動及由此產生的附加荷載(軸力、彎矩或扭矩)和管道變形等都將成為不同運營期深海油氣管道安全的重大技術挑戰。因此，如何準確描述深海復雜海洋環境條件下油氣管道工作環境及受力特性將成為得到其合理失效模式及可靠度判定指標的重要影響因素，目前，國內尚缺乏相關試驗設備能夠準確模擬深海油氣管道所處工作環境及荷載條件，開展全尺寸管道承載力校核及安全評價。

為解決上述問題，現有技術通常通過依次設置軸力加載艙、彎矩加載艙和扭矩加載艙，實現任意單一荷載或荷載組合的加載，準確模擬深海油氣管道安裝和運營等各階段不同荷載條件，但是現有技術中對試驗管道安裝固定之后，彎矩荷載加載作用面為試驗管道上正對彎矩加載結構的側面，此過程僅僅能對試驗管道的單一方向上的彎矩荷載進行加載，需要對試驗管道另一方向上的彎矩荷載進行加載則需要重新調整試驗管道的安裝位置以改變對應的彎矩荷載加載作用面，過程復雜且調整位置不易掌控；

因此，現有技術存在以下技術問題，無法持續對試驗管道的任意方向上的彎矩荷載進行加載使得彎矩荷載加載過程復雜且調整位置不易掌控。

發明內容

為此，本發明提供一種全尺寸管道深海復雜海洋環境荷載聯合加載試驗系統，有效的解決了現有技術中的無法持續對試驗管道的任意方向上的彎矩荷載進行加載使得彎矩荷載加載過程復雜且調整位置不易掌控的問題。

為解決上述技術問題，本發明具體提供下述技術方案：一種全尺寸管道深海復雜海洋環境荷載聯合加載試驗系統，具備：

軸力加載機構，用于對試驗管道的一端進行支撐，并對所述試驗管道的軸向荷載作用進行檢測，所述軸力加載機構具備軸力加載艙，所述試驗管道的端部延伸至所述軸力加載艙內，所述軸力加載艙內設置有第一安裝部件，并且所述試驗管道通過所述第一安裝部件安裝在所述軸力加載艙內，所述軸力加載艙內設置有軸力加載驅動件，所述軸力加載驅動件連接在所述第一安裝部件的端部，所述軸力加載驅動件用于在所述試驗管道軸向施加力，以檢測所述試驗管道軸向荷載；

彎矩加載機構，用于對所述試驗管道的中間位置進行支撐，并對所述試驗管道的彎矩荷載作用進行檢測，所述彎矩加載機構具備彎矩加載艙，所述試驗管道設置在所述彎矩加載艙內，所述彎矩加載艙內設置有滑動支撐座，所述試驗管道安裝設置在所述滑動支撐座上，所述彎矩加載艙由至少兩個彎矩加載子艙組成，每個所述彎矩加載子艙側壁上安裝有彎矩加載驅動件，所述彎矩加載驅動件端部與所述試驗管道抵接，所述彎矩加載驅動件用于在所述試驗管道周側預設位置施加一垂直與所述試驗管道側壁的力，以檢測所述試驗管道彎矩荷載；