[发明专利]一种海洋油气管柱刚性体流固耦合半物理仿真试验装置有效

专利信息
申请号: 201910434636.X 申请日: 2019-05-23
公开(公告)号: CN111982461B 公开(公告)日: 2022-02-08
发明(设计)人: 刘秀全;刘兆伟;陈国明;王向磊;姜永;畅元江;许亮斌 申请(专利权)人: 中国石油大学(华东)
主分类号: G01M10/00 分类号: G01M10/00
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 266580 山*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 海洋 油气 管柱 刚性 体流固 耦合 物理 仿真 试验装置
【权利要求书】:

1.一种海洋油气管柱刚性体流固耦合半物理仿真试验装置,其特征在于:它包含三自由度驱动系统,连接支撑系统,采集与控制系统;

所述三自由度驱动系统包含电机、电机座、夹持件、工字型二轴滑台,可以实现沿X轴、Y轴以及绕Z轴转动的运动,所述X轴、Y轴、Z轴为三维空间坐标轴,所述电机共三个,分别为电机X、电机Y、电机RZ,所述工字型二轴滑台分为滑台X、滑台Y,所述滑台X和所述滑台Y均包含导轨、丝杠、丝杠滑块、支撑座、轴承端板、联轴器、底座,所述电机X与所述滑台X上的所述轴承端板通过螺钉固定,所述电机X的电机轴通过所述滑台X上的所述联轴器与所述丝杠连接,驱动所述连接支撑系统沿所述X轴的直线运动,所述电机Y与所述滑台Y上的所述轴承端板通过螺钉固定,所述电机Y的电机轴通过所述滑台Y上的所述联轴器与所述丝杠连接,驱动所述连接支撑系统沿所述Y轴的直线运动,所述电机RZ与所述电机座通过螺钉固定,所述电机座通过螺钉与所述滑台Y上的所述支撑座通过螺钉固定,所述电机RZ的电机轴与锥形防振架上部通过所述夹持件连接,驱动所述连接支撑系统绕所述Z轴的旋转运动;

所述连接支撑系统包含锥形防振架、承载板、夹紧套、环形滚珠运动件、定位架、连接管柱,所述锥形防振架下端与所述承载板一侧通过焊接固定,所述承载板另一侧与所述定位架通过螺钉连接固定,所述承载板中间有一通孔,所述通孔的直径大于所述连接管柱外径,所述连接管柱从所述承载板中间的所述通孔穿过,所述环形滚珠运动件穿过所述连接管柱,在所述承载板两侧各放置一个所述环形滚珠运动件,由所述环形滚珠运动件的滚珠与所述承载板接触,所述夹紧套有两个,穿过所述连接管柱并分别与两个所述环形滚珠运动件焊接在一起,所述夹紧套夹紧所述连接管柱;

所述采集与控制系统包含采集与控制软件、安装块、称重传感器、滚珠导轨、扭力传感器、油气管柱刚性体,所述安装块穿过所述连接管柱并通过过盈配合实现固定,所述称重传感器有两个,所述安装块为正方体,在所述安装块上任意选取两个相邻侧面,在所述安装块侧面的中心位置通过螺纹连接所述安装块和所述称重传感器,所述称重传感器的另一侧通过螺纹连接与所述滚珠导轨上的滑块固定,所述滚珠导轨与所述定位架通过螺钉固定,所述扭力传感器与所述连接管柱下端通过螺钉固定,所述油气管柱刚性体通过螺钉与所述扭力传感器另一侧固定,所述称重传感器和所述扭力传感器测得信号后传入所述采集与控制软件,经过处理后,控制所述三自由度驱动系统运动。

2.根据权利要求1所述一种海洋油气管柱刚性体流固耦合半物理仿真试验装置,其特征在于,所述锥形防振架为四棱锥结构,具有良好的稳定性。

3.根据权利要求1所述一种海洋油气管柱刚性体流固耦合半物理仿真试验装置,其特征在于,所述定位架的两连接端为三角形结构,增加稳定性。

4.根据权利要求1所述一种海洋油气管柱刚性体流固耦合半物理仿真试验装置,其特征在于,所述电机为直流伺服电机。

5.根据权利要求1所述一种海洋油气管柱刚性体流固耦合半物理仿真试验装置,其特征在于,所述称重传感器为S型称重传感器。

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