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原文传递一种基于柔性立管的海洋管多功能力学性能试验装置

专利名称：	一种基于柔性立管的海洋管多功能力学性能试验装置
摘要：	本发明涉及一种基于柔性立管的海洋管多功能力学性能试验装置，包括：外管组件；密封端盖，其用于对海洋管的两端进行封闭以形成能在海洋管的内部施加内压的第二封闭空间；枢接组件，其包括法兰盘，海洋管的两端各套接一个法兰盘且通过该法兰盘枢接到试验支架上；和弯曲试验组件，其连接于位于海洋管的两端的法兰盘上且能通过反复改变其位于两个法兰盘之间的部件长度从而让两个法兰盘在特定的角度范围内来回转动以折弯海洋管测试海洋管的弯曲性能；其中，该外管组件是柔性的，以在海洋管被折弯的同时随海洋管发生弯曲，本发明的柔性的外管组件具有更好的弯曲性能，在海洋管被折弯的同时随海洋管适应性地弯曲，能够承受更大的弯曲。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国石油大学(北京)
发明人：	刘军鹏;佘振兴;罗晓兰;张涛;司江伟;高杰;张洁
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201910643359.3
公开号：	CN110220772A
代理机构：	北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司
代理人：	何志欣;侯越玲
分类号：	G01N3/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	102249 北京市昌平区府学路18号
主权项：	1.一种基于柔性立管的海洋管多功能力学性能试验装置，尤其涉及一种用于海洋管力学性能试验的装置，其特征在于，该装置包括：外管组件(500)，该外管组件(500)用于将海洋管(600)的至少一部分密闭包覆在其内以在海洋管(600)和外管组件(500)之间形成能在海洋管(600)的外部施加外压的第一封闭空间；密封端盖(800)，其用于对海洋管(600)的两端进行封闭以形成能在海洋管(600)的内部施加内压的第二封闭空间；枢接组件(700)，其包括法兰盘(730)，海洋管(600)的两端各套接一个法兰盘(730)且通过该法兰盘(730)枢接到试验支架(100)上；和弯曲试验组件(300)，其连接于位于海洋管(600)的两端的法兰盘(730)上且能通过反复改变其位于两个法兰盘(730)之间的部件长度从而让两个法兰盘(730)在特定的角度范围内来回转动以折弯海洋管(600)的方式测试海洋管(600)的弯曲性能；其中，该外管组件(500)是柔性的，以在海洋管(600)折弯的同时随海洋管(600)发生弯曲。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，弯曲试验组件(300)包括第一弯曲液压缸(310)、第二弯曲液压缸(320)、第一绳索(330)和第二绳索(340)，第一弯曲液压缸(310)的第一缸体(311)枢接于在位于海洋管(600)的一端的法兰盘(730)上，第一弯曲液压缸(310)的第一活塞杆(312)通过第一绳索(330)柔性连接在位于海洋管(600)的另一端的法兰盘(730)上，第二弯曲液压缸(320)的第二缸体(321)枢接于在位于海洋管(600)的一端的法兰盘(730)上，第二弯曲液压缸(320)的第二活塞杆(322)通过第二绳索(340)柔性连接在位于海洋管(600)的另一端的法兰盘(730)上，并且所述第一弯曲液压缸(310)和所述第一绳索(330)位于所述海洋管(600)的一侧，所述第二弯曲液压缸(320)和所述第二绳索(340)位于所述海洋管(600)的另一侧，其中，第一弯曲液压缸(310)和第二弯曲液压缸(320)彼此重复反向动作以通过反复改变弯曲试验组件(300)位于两个法兰盘(730)之间的部件长度从而让两个法兰盘(730)在特定的角度范围内来回转动以测试海洋管(600)的弯曲性能。 3.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，第一弯曲液压缸(310)和第二弯曲液压缸(320)彼此重复反向动作是指在对海洋管(600)进行弯曲试验的过程中，第一弯曲液压缸(310)和第二弯曲液压缸(320)均反复伸缩且伸缩动作相反。 4.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述外管组件(500)包括柔性外管(510)和柔性管接头(520)，所述柔性外管(510)的两端各通过一个柔性管接头(520)连接，柔性管接头(520)的一端套接在柔性外管(510)外，柔性外管(510)和柔性管接头(520)在海洋管(600)被折弯的同时随海洋管(600)发生弯曲，并且柔性外管(510)在被折弯之时能够相对于柔性管接头(520)发生滑动位移，所述法兰盘(730)包括盘体(731)和/或密封接口(732)，所述盘体(731)和所述密封接口(732)彼此连接构成一个整体，所述法兰盘(730)还包括套接孔(733)，所述套接孔(733)贯穿所述盘体(731)和所述密封接口(732)以使所述法兰盘(730)能够通过所述套接孔(733)套接在海洋管(600)上。 5.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述柔性管接头(520)是非粘结柔性管道接头。 6.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，该装置包括拉压试验组件(200)，拉压试验组件(200)包括第一固定架(210)、第二固定架(220)、拉伸液压缸(230)和固定杆(240)，所述拉伸液压缸(230)包括第三缸体(231)和第三活塞杆(232)，所述第一固定架(210)通过螺栓或者螺纹连接在位于海洋管(600)的一端的法兰盘(730)上，第三缸体(231)和第三活塞杆(232)中的一个连接在位于海洋管(600)的一端的密封端盖(800)上，第三缸体(231)和第三活塞杆(232)中的另一个连接在第一固定架(210)上，所述第二固定架(220)通过螺栓或者螺纹连接在位于海洋管(600)的另一端的法兰盘(730)上，固定杆(240)的一端连接在位于海洋管(600)的另一端的密封端盖(800)上，固定杆(240)的另一端连接在第二固定架(220)上，第一固定架(210)和第二固定架(220)随与之连接的法兰盘(730)同步转动。 7.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，该装置还包括振动试验组件(400)，振动试验组件(400)包括管道夹具(410)、振动液压缸(420)和振动底座(430)，振动液压缸(420)包括第四缸体(421)和第四活塞杆(422)，第四缸体(421)和第四活塞杆(422)中的一个连接于振动底座(430)，第四缸体(421)和第四活塞杆(422)中的另一个通过螺栓连接于管道夹具(410)，管道夹具(410)包括橡胶垫(411)和半圆形的两个管卡(412)，两个管卡(412)通过螺栓连接以环抱在柔性外管(510)上，橡胶垫(411)垫在管卡(412)和柔性外管(510)之间，振动底座(430)被设置为至少能够随柔性外管(510)的弯曲而相对于试验支架(100)移动以让振动底座(430)始终处于管道夹具(410)的正下方，从而使得该装置通过振动液压缸(420)的反复伸缩为海洋管(600)施加垂向的振动载荷。 8.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，振动底座(430)上设有至少三个用于支撑该振动底座(430)的移动轮(431)，优选地，该移动轮(431)是万向轮。 9.根据前述权利要求之一所述的装置，其特征在于，所述力学性能试验包括：内压试验、外压试验、弯曲试验、拉压试验和振动试验中的至少一个，该装置能够单独对海洋管(600)进行内压试验、外压试验、弯曲试验、拉压试验和振动试验中的其中一项试验，或者同时对海洋管(600)进行内压试验、外压试验、弯曲试验、拉压试验和振动试验中的任意两项试验的组合试验、任意三项试验的组合试验、任意四项试验的组合试验或者五种试验的组合试验。 10.一种基于柔性立管的海洋管多功能力学性能试验方法，尤其涉及一种用于海洋管力学性能试验的方法，其特征在于，该方法使用如权利要求1至9之一所述的装置对作为试验样件的海洋管(600)进行力学性能试验。
所属类别：	发明专利