[发明专利]一种水压提供轴力加载的复杂载荷试验装置

说明书

本发明公开了一种水压提供轴力加载的复杂载荷试验装置，其特征在于：该装置包括压力舱体、舱盖和环状径向密封装置；压力舱体通过舱壁分隔为主舱体和尾端舱体，主舱体上设有第一加压阀、水密接头、第一注水排气一体阀以及第一排水阀，尾端舱体上设有第二加压阀、第二注水排气一体阀以及第二排水阀；舱盖通过卡箍组件密封连接在主舱体的前端，且舱盖的端部伸入主舱体内，环状径向密封装置套置于尾端舱体的内部，舱壁和环状径向密封装置上依次开设有供试验管件穿过的通孔，试验管件依次穿过舱壁和环状径向密封装置上的通孔并伸出尾端舱体，试验管件的前端固定在舱盖的端部，试验管件的末端螺纹连接大螺母，且大螺母与环状径向密封装置的端面紧密贴合。

技术领域

本发明涉及一种复杂载荷试验装置，特别涉及一种水压提供轴力加载的复杂载荷试验装置。

背景技术

石油能源加快了世界工业变革的步伐，迅速成为全世界范围内的最主要能源，在过去的100多年里，石油能源在国际格局中扮演着重要的角色。能源安全及保障成为 世界各国当前首要的战略目标，能源的持续供给是各国经济可持续发展的重要保障。 对我国来说，随着我国经济的持续发展，我国油气资源的消费量持续增加。在1993 年成为石油净进口国之后，我国油气资源对外依存度不断攀升。陆上化石能源经历了 掠夺式的开采，在经济高速发展的今天，全世界范围内对化石能源的需求也越来越大， 于是全世界将目光投向海洋，海洋油气资源开发迅速成为各国大力发展的核心产业， 将海洋油气资源开发纳入中长期发展战略当中，相比开发接近饱和的陆地及近海油气 资源，我国的深海油气资源储量可观，深海油气的开发将支持经济的可持续快速发展。

然而我国的深海采油技术还处于初级开发阶段，各种关键技术还有待进一步突破。 管道作为油气资源的主要运输方式，在海洋石油开采中得到了广泛的应用，担负着重要的使命。但是由于深海管道所处环境复杂，不确定因素多，管道在制造、运输过程 中产生的缺陷都将成为导致管道破坏失效的重要因素。海底管道在极端复杂载荷的作 用下极易发生局部破坏，对经济和环境带来严重损失，于是必须建立一套完整的计算 海底管道极限承载力的评价标准，采用模型试验的方法研究海底管线屈曲失效机理， 为我国海洋工程领域结构物的校核和安装提供试验支撑和技术积累，使国内海底管线 相关试验装备和研究成果具有国际领先水平，将科研成果转化为我国海底管线设计的 实际工程，服务于我国海洋工程建设。现今国内外在深海压力舱设计方面存在的不足 之处主要有：

①试验装置功能单一，只能实现外部水压载荷的加载，不能满足现在实际工况中不同载荷的联合加载，工程应用价值已不足；

②在目前设计研发中，深海压力舱为实现复杂载荷对试验管件的联合作用，必须配备大型液压泵站来实现，依托液压泵站与液压缸的共同作用来完成复杂载荷尤其是 轴力的施加，液压泵站价格昂贵，轴力的加载需要多个配套设备协调配合完成，对试 验场地也有要求，此外液压缸与试验管件的连接装置装卸复杂，耗时费力。

国内已有试验装置，如专利申请号为CN201110008538.3，名称为一种深水海底管道屈曲试验装置，该装置设计完成了海底管道轴力的加载，但该试验装置需要配备大 型的液压装置，花费较大且需要多组设备协调配合完成，操作难度较大，容错率低。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种操作流程简单方便的水压提供轴力加载的复杂载荷试验装置，该装置依托一套水压加载装置完成水压载荷和轴力载荷的联合 加载，克服必须依靠液压缸等配套设备完成轴力加载的技术壁垒，降低复杂载荷联合 加载时的成本，为复杂载荷深海试验舱的设计提供新思路。