[实用新型]一种海洋立管涡激振动试验装置

说明书

本实用新型涉及海洋立管涡激振动试验技术领域，公开了一种海洋立管涡激振动试验装置，包括水槽和设置在水槽中的模拟系统，模拟系统包括支架、内流加载机构和立管模型，支架包括底座，立管模型与底座铰接，底座侧面开设有进水口、顶面开设有出水口，底座上设有连通进水口和出水口的通道，立管模型连接在出水口处，立管模型与出水口通过连接管连接，连接管为柔性管，内流加载机构与进水口连接，可使内流从立管模型的底端进入立管模型，支架是固定在水槽中的，可以抵抗内流加载时对底座的冲击而几乎不产生振动，保证立管模型的振动是由模拟海流及其内流共同作用的结果，模拟海洋立管的真实工况，消除内流加载造成的振动对试验的影响，减小试验误差。

技术领域

本实用新型涉及海洋立管涡激振动试验技术领域，特别是涉及一种海洋立管涡激振动试验装置。

背景技术

海洋立管是海洋平台与海底井口间的主要连接件。作为海面与海底的一种联系通道，可用于固定式平台、浮式平台及钻探船舶等。如今，海洋立管对各类海洋活动起着越来越重要的作用，由于海洋环境复杂多变，立管因特殊的细长型结构承受复杂的海洋荷载，立管的动力响应具有强烈的非线性，当结构的固有频率和外荷载的频率相近时，立管将产生共振，不仅只是工程本身遭受破坏，而且可能造成油气的泄露、爆炸等严重的次生灾害,这些现象使得立管成为整个系统中最薄弱的环节之一。

海洋立管在工作中，其内是有油或气流通过的。研究表明，管道内部流体的流动会改变管道的动力特性，因此，内流对海洋立管的涡激振动的影响是试验需要考虑的。目前，在海洋立管涡激振动试验中，内流的加载都是直接将管道与立管模型连接充入液体的，不仅不方便连接，而且内流的加载会造成立管的振动，引起试验误差。

中国发明专利CN102607787B(公开日为2017年05月17日)公开了一种测试内流对海洋立管动力特性影响的试验方法，公开了一种立管连接的铰接接头，具体公开了铰接接头的底座的侧面和底面分别开进(出)水孔和立管连接孔并耕丝，进(出)水孔与施加内流的进水管相连接，立管连接孔与选定的立管模型相连接，该部分的主要功能是连接立管模型并施加内流。该专利的立管连接在底座底面的进(出)水孔，底座与接头的其他结构是铰接的，当内流从接头的侧面流进再流入立管中，内流具有一定的流速，会对铰接接头产生冲击，造成立管振动，此振动是内流加载产生的，不属于涡激振动，会影响试验结果。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种试验误差小、能模拟海洋立管真实工况的海洋立管涡激振动试验装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种海洋立管涡激振动试验装置，包括水槽和设置在所述水槽中的模拟系统，所述模拟系统包括支架、内流加载机构和立管模型，所述支架包括底座，所述立管模型与所述底座铰接，所述底座侧面开设有进水口、顶面开设有出水口，所述底座上设有连通所述进水口和所述出水口的通道，所述立管模型连接在所述出水口处，所述立管模型与所述出水口通过连接管连接，所述连接管为柔性管，所述内流加载机构与所述进水口连接。

作为优选方案，所述底座上设有两个支座，所述立管模型位于两个所述支座之间，且所述立管模型的相对的两侧分别通过转轴与两个所述支座连接。

作为优选方案，所述内流加载机构包括位于所述水槽外的水仓、水泵和流速控制器，所述水槽的槽壁上设有连通其内外的管接头，所述水仓、所述流速控制器、所述水泵、所述管接头、所述进水口依次通过管道依次连接。

作为优选方案，所述支架还包括顶座和支撑座，所述顶座和所述底座上下设置，所述支撑座的两端分别与所述顶座、所述底座连接，所述顶座上连接有可上下移动的滑块，所述立管模型的顶端铰接在所述滑块上。

作为优选方案，所述模拟系统还包括张力施加机构，所述张力施加机构包括拉绳和和带动所述拉绳移动的拉动机构，所述拉动机构设置在所述支架上，所述拉绳与所述滑块连接以带动所述滑块上下移动。

作为优选方案，所述拉绳上设有张力检测装置。