薄殼嵌套式壓力試驗艙裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋工程試驗技術領域，尤其是涉及一種薄殼嵌套式壓力試驗艙裝置。
【背景技術】
[0002]隨著世界各國對能源需求的增加，深水油氣勘探開發(fā)成為重要方向。深水鉆采設備承受高靜水壓力，為驗證設備在深水中的可靠性和安全性，需要在高壓艙中模擬深水環(huán)境進行試驗。
[0003]深水高壓試驗艙的設計建造對結構、材質、加工工藝和密封等都有較高要求?，F有高壓試驗艙艙壁板厚均在200mm以上，隨著壓力艙有效直徑的增大，艙壁厚度近于線性增力口，一般靠鍛造形成，大型試驗艙建造異常困難，造價高。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明是針對現有技術存在的問題，提供一種密封性能好，能夠為試件設備提供高壓環(huán)境模擬試驗的薄殼嵌套式壓力試驗艙裝置。
[0005]本發(fā)明的技術方案是:
薄殼嵌套式壓力試驗艙裝置，包括試驗艙體和與艙體配合的艙蓋，其中:試驗艙體由壓力艙上端面和壓力艙壁連接構成，壓力艙上端面為短柱圓環(huán)狀，壓力艙壁至少包括內殼體和外殼體兩層耐壓殼，殼體之間充滿液態(tài)填充介質；客體之間的密閉U型腔和內殼體的內腔分別通過主被動壓力平衡調節(jié)系統(tǒng)連接壓力可調式蓄能穩(wěn)壓器。
[0006]上述方案還包括:
壓力艙的艙蓋為自緊式密封結構，壓力艙蓋上均設有應急卸壓孔、操作孔和測試線路孔通孔。
[0007]所述的自緊式密封結構包括壓力艙上端面設有與密封蓋密封配合的密封面，密封面上設置密封圈，密封蓋上部的壓力艙上端面內周邊設置環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽與設置在密封蓋上部的弧形抗剪鍵插接配合。
[0008]所述的弧形抗剪鍵至少四塊，弧形抗剪鍵之間設置定位塊，每塊弧形抗剪鍵均通過連接的伸縮桿聯(lián)動。
[0009]所述的內殼體和外殼體間設有至少一層中間殼體，內殼體為不銹鋼材質或者是復合一層耐磨不銹材料，在外殼體的底部設置支座，密封蓋和壓力艙上端面結合的密封面設有不少于2條密封圈。
[0010]本發(fā)明通過多層壁(殼)方式，能夠滿足較大部件和較高壓力試驗要求，密封蓋拆裝較方便，可重復拆裝使用，有廣闊的應用前景。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點:
1、可以用工業(yè)鋼板卷制，使超大直徑高壓實驗艙的建設成為可能。
[0012]2、采用常規(guī)工藝制造，顯著降低建造安裝費用。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種實施例的結構剖面圖；
圖2為試驗艙艙蓋工作狀態(tài)示意圖；
圖3為試驗艙艙蓋拆卸狀態(tài)示意圖；
圖4為圖1所示試驗艙A局部放大圖。
[0014]圖中:1_壓力艙上端面，2-弧形抗剪鍵，3-密封圈，4-外殼體，5-中間殼體，6_內殼體，7-液態(tài)填充介質，8-支座，9-伸縮桿，10-密封蓋，11-定位塊，12-應急卸壓孔，13-操作孔，14-測試線路孔，15-壓力可調式蓄能穩(wěn)壓器，16-主被動壓力平衡調節(jié)系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0016]實施例一
如圖1-4所示，薄殼嵌套式壓力試驗艙裝置，包括壓力艙上端面1、密封蓋10和主被動壓力平衡調節(jié)系統(tǒng)16，主被動壓力平衡調節(jié)系統(tǒng)16設有數量不少于耐壓殼層數的壓力可調式蓄能穩(wěn)壓器15，與各層耐壓殼的內腔相連，壓力艙上端面I下方焊接外殼體4、中間殼體5和內殼體6,其中中間殼體5為一層,夕卜殼體4、中間殼體5和內殼體6間填充帶有一定預應力的液態(tài)填充介質7，底部焊接支座8。
[0017]密封蓋10通過弧形抗剪鍵2形成自緊式密封，弧形抗剪鍵2為4塊，通過伸縮桿9控制，伸縮桿9縮短時弧形抗剪鍵2收起，可提起密封蓋10，伸縮桿9伸長時弧形抗剪鍵2展開，圍成圓環(huán)形卡在壓力艙上端面I的凹槽中，密封蓋10被壓緊，形成自緊式密封。
[0018]密封蓋10上設有應急卸壓孔12、操作孔13和測試線路通孔，密封面設有不少于兩條密封圈3。
[0019]外殼體4，中間殼體5，內殼體6均由圓柱筒體和球形封頭焊接組成。
[0020]實施例二
實施例二與實施例一基本相同，不同之處在于:使用工業(yè)鋼板卷制方式，可制造外徑3m的超大直徑壓力艙，按照內壓20MPa計算，可采用市場現有的50mm厚鋼板卷制外殼體4、中間殼體5和內殼體6，通過壓力可調式蓄能穩(wěn)壓器15控制液態(tài)填充介質7的預壓力。卷制焊接方式可保證壓力艙壁的圓柱度，使超大直徑高壓實驗艙的建設成為可能。
[0021]實施例三
實施例三與實施例二基本相同，不同之處在于:當需要中低壓力和小直徑壓力艙時，可僅保留外殼體4和內殼體6,在外殼體4和內殼體6間一次性充滿液態(tài)填充介質7,不需要調整液態(tài)填充介質7的壓力。如制造外徑Im的壓力艙，按照內壓5MPa計算，可采用市場現有的20mm厚鋼板卷制外殼體4和內殼體6，在外殼體4和內殼體6間一次性充滿液態(tài)填充介質7。
【主權項】
1.薄殼嵌套式壓力試驗艙裝置，包括試驗艙體和與艙體配合的艙蓋，其特征在于:試驗艙體由壓力艙上端面和壓力艙壁連接構成，壓力艙上端面為短柱圓環(huán)狀，壓力艙壁至少包括內殼體和外殼體兩層耐壓殼，殼體之間充滿液態(tài)填充介質；殼體之間的密閉U型腔和內殼體的內腔分別通過主被動壓力平衡調節(jié)系統(tǒng)連接壓力可調式蓄能穩(wěn)壓器。
2.根據權利要求1所述的薄殼嵌套式壓力試驗艙裝置，其特征在于:壓力艙的艙蓋為自緊式密封結構，壓力艙蓋上均設有應急卸壓孔、操作孔和測試線路孔通孔。
3.根據權利要求2所述的薄殼嵌套式壓力試驗艙裝置，其特征在于:所述的自緊式密封結構包括壓力艙上端面設有與密封蓋密封配合的密封面，密封面上設置密封圈，密封蓋上部的壓力艙上端面內周邊設置環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽與設置在密封蓋上部的弧形抗剪鍵插接配合。
4.根據權利要求3所述的薄殼嵌套式壓力試驗艙裝置，其特征在于:所述的弧形抗剪鍵至少四塊，弧形抗剪鍵之間設置定位塊，每塊弧形抗剪鍵均通過連接的伸縮桿聯(lián)動。
5.根據權利要求1或2、3所述的組合式高壓試驗艙，其特征在于:所述的內殼體和外殼體間設有至少一層中間殼體，內殼體為不銹鋼材質或者是復合一層耐磨不銹材料，在外殼體的底部設置支座，密封蓋和壓力艙上端面結合的密封面設有不少于2條密封圈。
【專利摘要】本發(fā)明提供了薄殼嵌套式壓力試驗艙裝置，包括試驗艙體和與艙體配合的艙蓋，其中：試驗艙體由壓力艙上端面和壓力艙壁連接構成，壓力艙上端面為短柱圓環(huán)狀，壓力艙壁至少包括內殼體和外殼體兩層耐壓殼，殼體之間充滿液態(tài)填充介質；客體之間的密閉U型腔和內殼體的內腔分別通過主被動壓力平衡調節(jié)系統(tǒng)連接壓力可調式蓄能穩(wěn)壓器。本發(fā)明通過多層壁嵌套方式，可以用工業(yè)鋼板卷制，使超大直徑高壓實驗艙建設成為可能，密封蓋拆裝方便，可重復使用，有廣闊的應用前景。
【IPC分類】G01N3-12
【公開號】CN104749039
【申請?zhí)枴緾N201310745263
【發(fā)明人】徐松森, 王宏安, 田凱, 傅忠堯, 任紅偉, 張士華, 高圣新, 初新杰, 郭強, 尹慧敏, 魏羲
【申請人】中國石油化工集團公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月31日