[发明专利]一种隔水管外力测量装置及测量方法

说明书

本发明属于海洋石油设备技术领域，公开了一种隔水管外力测量装置及测量方法，装置包括四组测试应变片，周向均布贴设在隔水管的外壁上，每组测试应变片包括第一测试应变片和第二测试应变片，第一测试应变片沿隔水管圆周方向贴设，第二测试应变片沿垂直于隔水管圆周方向的方向贴设；卡箍，紧套在隔水管外；两个弹性片，沿隔水管轴向安装在卡箍上，且弹性片未连接卡箍的一端设置有紧固螺钉，紧固螺钉的端部抵接在隔水管的外壁上；第三测试应变片，安装在弹性片的内外两侧上；应变采集仪，与第一测试应变片、第二测试应变片以及第三测试应变片连接。上述测量装置，具有自动平衡外界干扰的能力，提高了测量准确度，可广泛的用于隔水管的外力测量中。

技术领域

本发明涉及海洋石油设备技术领域，尤其涉及一种隔水管外力测量装置及测量方法。

背景技术

在全球水深超过500米的地层内，发现了69×108m³的新增油气储量，可能还有137×108m³的潜在储量。据估计，全世界未发现的海上油气储量有90％埋藏在水深超过1000米以下的地层。随着水深的增加，隔水管柱的受力状态更加恶劣和复杂，有不少浮动钻井船或平台由于隔水管系统不能适应和承受巨大的综合性外力而使钻井工作中断，甚至无法恢复继续钻进，造成钻井失败，给海洋钻井工作造成巨大损失。因此，对海洋深水钻井隔水管系统进行分析，准确地获得隔水管工作过程中所受的外力，以期作为深水环境条件下隔水管柱强度设计的依据，解决隔水管的稳定、安全问题，是深水钻井技术目前需要解决的重要课题之一。现有对隔水管进行分析的分析设备在分析时容易受到外界干扰，导致测量分析准确度不高，不利于对隔水管的强度设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种隔水管外力测量装置及测量方法，具有自动平衡外界干扰的能力，提高了测量准确度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种隔水管外力测量装置，包括：

四组测试应变片，周向均布的贴设在隔水管的外壁上，每组测试应变片均包括第一测试应变片和第二测试应变片，所述第一测试应变片沿所述隔水管圆周方向贴设，所述第二测试应变片沿垂直于所述隔水管圆周方向的方向贴设；

卡箍，紧套在所述隔水管外；

两个弹性片，沿所述隔水管轴向安装在所述卡箍上，且所述弹性片未连接所述卡箍的一端设置有紧固螺钉，所述紧固螺钉的端部抵接在所述隔水管的外壁上；

第三测试应变片，安装在所述弹性片的内外两侧上；

应变采集仪，与所述第一测试应变片、第二测试应变片以及第三测试应变片连接。

作为优选，四组测试应变片中相对的两组测试应变片的第二测试应变片的弯曲方向与所述隔水管所受横向弯矩方向重合。

作为优选，所述弹性片相对于所述隔水管对称的安装在所述卡箍上。

作为优选，所述第一测试应变片、第二测试应变片通过环氧树脂胶粘贴在所述隔水管上，所述及第三测试应变片通过环氧树脂胶粘贴在所述弹性片上。

作为优选，还包括贴设在所述隔水管上的补偿应变片，所述补偿应变片连接于所述应变采集仪。

作为优选，所述应变采集仪与所述第一测试应变片、第二测试应变片以及第三测试应变片之间通过连接导线连接，所述连接导线通过丙烯酸酯胶粘剂绝缘密封。

本发明还提供一种上述的隔水管外力测量装置的测量方法，其特征在于，

通过应变采集仪采集记录四个第一测试应变片的应变值ε₁、ε₂、ε₃、ε₄；