模擬j型鋪管船棄置回收過(guò)程中的試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海底管道鋪設(shè)，尤其涉及一種用于模擬J型鋪管船棄置回收過(guò)程中的試驗(yàn)裝置。屬于海洋石油工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋油氣開(kāi)發(fā)向深海邁進(jìn)，J型鋪管船得到了越來(lái)越普遍的應(yīng)用。為了能夠使J型鋪管船更好地發(fā)揮鋪管作用，在J型鋪管船進(jìn)行實(shí)際鋪管前，需要對(duì)J型鋪管船的鋪管系統(tǒng)的實(shí)際鋪管作業(yè)、棄置回收過(guò)程中的過(guò)程進(jìn)行模擬、試驗(yàn)，用于指導(dǎo)J型鋪管船在實(shí)際工程中的應(yīng)用，以避免不必要的損失。
[0003]目前，對(duì)于J型鋪管船鋪設(shè)過(guò)程的試驗(yàn)主要是:在港口或?qū)嶒?yàn)室水池內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。其中，港口試驗(yàn)存在著人力、財(cái)力花費(fèi)巨大、試驗(yàn)周期較長(zhǎng)、環(huán)境條件不便控制等缺點(diǎn)；而實(shí)驗(yàn)室水池試驗(yàn)法，由于用于實(shí)驗(yàn)的水池是靜態(tài)的，因此，其又無(wú)法真實(shí)地模擬在海洋環(huán)境的條件下海底管道的鋪設(shè)過(guò)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種模擬J型鋪管船棄置回收過(guò)程中的試驗(yàn)裝置，其不僅能夠?qū)ι钏甁型鋪管船的的棄置回收過(guò)程進(jìn)行力學(xué)性能的模擬，解決了完全在陸地上模擬深水管道鋪設(shè)力學(xué)性能變化的問(wèn)題；而且，其安裝拆除方便，經(jīng)濟(jì)適用，各組成部分可以被重復(fù)利用，大大降低了試驗(yàn)成本；同時(shí)，提高了海上作業(yè)的安全性和可靠性，為海上管道鋪設(shè)過(guò)程安全作業(yè)打下了基礎(chǔ)，對(duì)進(jìn)一步深入研究深水J型鋪管系統(tǒng)具有指導(dǎo)意義。
[0005]本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種模擬J型鋪管船棄置回收過(guò)程中的試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括:一振動(dòng)臺(tái)、安裝在振動(dòng)臺(tái)上的J型鋪管塔模型樣機(jī)、固定在J型鋪管塔模型樣機(jī)上的管段模型；安裝在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上的上管架、角度調(diào)節(jié)器；樞接在振動(dòng)臺(tái)一側(cè)的移動(dòng)平臺(tái)，其中，振動(dòng)臺(tái)的下面安裝有一伺服邊界加載裝置；固定在振動(dòng)臺(tái)一側(cè)的張力傳感器、張力控制裝置；且振動(dòng)臺(tái)、角度調(diào)節(jié)器、移動(dòng)平臺(tái)、伺服邊界加載裝置、張力傳感器、張力控制裝置分別與控制裝置相連，通過(guò)控制裝置的控制，在實(shí)驗(yàn)室條件下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)J型鋪管船棄置回收過(guò)程的模擬。
[0007]所述伺服邊界加載裝置包括:一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、安裝在滑動(dòng)機(jī)構(gòu)一側(cè)的伺服電機(jī)及減速裝置，其中，伺服電機(jī)及減速裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與減速裝置的齒輪連接；滑動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在基座上的左右運(yùn)動(dòng)。
[0008]所述振動(dòng)平臺(tái)為六自由度振動(dòng)平臺(tái)。
[0009]所述J型鋪管塔模型樣機(jī)與振動(dòng)臺(tái)的臺(tái)面之間設(shè)有能夠使J型鋪管塔模型樣機(jī)的主體與振動(dòng)臺(tái)7的中平面重合的設(shè)定角度；同時(shí)，J型鋪管塔模型樣機(jī)能夠伸出移動(dòng)平臺(tái)的外側(cè)。
[0010]所述伺服邊界加載裝置的中心線與J型鋪管塔模型樣機(jī)的主體中心線重合；滑動(dòng)機(jī)構(gòu)為定滑輪結(jié)構(gòu)。
[0011]所述張力控制裝置固定于距離振動(dòng)臺(tái)的10m處，張力控制裝置包括:伺服電機(jī)、安裝在伺服電機(jī)上的卷筒、纏繞在卷筒上的鋼纜，其中，伺服電機(jī)帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)位于鋼纜上的張力恒定的控制；同時(shí)，在伺服邊界加載裝置移動(dòng)過(guò)程中，鋼纜的角度控制通過(guò)轉(zhuǎn)向裝置調(diào)節(jié)。
[0012]所述角度傳感器固定在位于管段模型下方的鋼纜上，張力傳感器固定于鋼纜上靠近張力控制裝置一端。
[0013]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明由于采用上述技術(shù)方案，其不僅能夠?qū)ι钏甁型鋪管船的的棄置回收過(guò)程進(jìn)行力學(xué)性能的模擬，解決了完全在陸地上模擬深水管道鋪設(shè)力學(xué)性能變化的問(wèn)題；而且，其安裝拆除方便，經(jīng)濟(jì)適用，各組成部分可以被重復(fù)利用，大大降低了試驗(yàn)成本；同時(shí)，提高了海上作業(yè)的安全性和可靠性，為海上管道鋪設(shè)過(guò)程安全作業(yè)打下了基礎(chǔ)，對(duì)進(jìn)一步深入研究深水J型鋪管系統(tǒng)具有指導(dǎo)意乂。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明六自由度振動(dòng)臺(tái)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明J型鋪管塔模型樣機(jī)示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明伺服邊界條件加載裝置示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明張力控制裝置示意圖。
[0018]圖5為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中主要標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0020]1.J型鋪管塔模型樣機(jī)、2.管道模型、3.伺服邊界加載裝置、3-1.滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、3-2.伺服電機(jī)及減速裝置、3-3.齒輪齒條機(jī)構(gòu)、3-4.基座、4.鋼纜、5.張力傳感器、6.張力控制裝置、6-1.轉(zhuǎn)向裝置、6-2.卷筒、6-3.伺服電機(jī)、7.振動(dòng)臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1 一圖5所示，本發(fā)明包括:一振動(dòng)臺(tái)7、采用鉸鏈聯(lián)接方式安裝在振動(dòng)臺(tái)7上的J型鋪管塔模型樣機(jī)1、固定在J型鋪管塔模型樣機(jī)1上的管段模型2 ;采用螺栓連接方式安裝在振動(dòng)臺(tái)1臺(tái)面上的上管架、角度調(diào)節(jié)器；采用鉸鏈聯(lián)接方式樞接在振動(dòng)臺(tái)7—側(cè)的移動(dòng)平臺(tái)，其中，振動(dòng)臺(tái)7的下面安裝有一伺服邊界加載裝置3 ;固定在振動(dòng)臺(tái)7 —側(cè)的張力傳感器、張力控制裝置；且振動(dòng)臺(tái)、角度調(diào)節(jié)器、移動(dòng)平臺(tái)、伺服邊界加載裝置、張力傳感器、張力控制裝置分別與控制裝置相連，通過(guò)控制裝置的控制，在實(shí)驗(yàn)室條件下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)J型鋪管船棄置回收過(guò)程的模擬。
[0022]上述伺服邊界加載裝置3包括:滑動(dòng)機(jī)構(gòu)3-1、安裝在滑動(dòng)機(jī)構(gòu)3-1 —側(cè)的伺服電機(jī)及減速裝置3-2，其中，伺服電機(jī)及減速裝置3-2的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與減速裝置的齒輪連接；滑動(dòng)機(jī)構(gòu)3_1通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)3_3實(shí)現(xiàn)在基座3_4上的左右運(yùn)動(dòng)。
[0023]上述振動(dòng)平臺(tái)7為六自由度振動(dòng)平臺(tái)。
[0024]上述J型鋪管塔模型樣機(jī)1與振動(dòng)臺(tái)7的臺(tái)面之間設(shè)有一定角度，可使J型鋪管塔模型樣機(jī)1的主體與振動(dòng)臺(tái)7的中平面重合；同時(shí)，J型鋪管塔模型樣機(jī)1可以伸出移動(dòng)平臺(tái)的外側(cè)。
[0025]上述伺服邊界加載裝置3的中心線與J型鋪管塔模型樣機(jī)1的主體中心線重合；滑動(dòng)機(jī)構(gòu)3-1為定滑輪結(jié)構(gòu)。
[0026]上述張力控制裝置6固定于距離振動(dòng)臺(tái)7的10m處，張力控制裝置6包括:伺服電機(jī)6-3、安裝在伺服電機(jī)6-3上的卷筒6-2、纏繞在卷筒上的鋼纜4，其中，伺服電機(jī)6_3帶動(dòng)卷筒6-2轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)位于鋼纜4上的張力恒定的控制；同時(shí)，在伺服邊界加載裝置3移動(dòng)過(guò)程中，鋼纜4的角度控制通過(guò)轉(zhuǎn)向裝置6-1調(diào)節(jié)。
[0027]上述角度傳感器固定在位于管段模型2下方的鋼纜4上，張力傳感器固定于鋼纜4上靠近張力控制裝置6—端。
[0028]本發(fā)明試驗(yàn)運(yùn)行過(guò)程:
[0029](1)啟動(dòng)振動(dòng)臺(tái)7，將經(jīng)過(guò)相應(yīng)的縮比后的船體運(yùn)動(dòng)幅值輸入到振動(dòng)臺(tái)7，經(jīng)過(guò)其自身對(duì)電機(jī)的控制，使振動(dòng)臺(tái)7達(dá)到預(yù)期的振動(dòng)響應(yīng)，完成對(duì)鋪管船船體運(yùn)動(dòng)的模擬；
[0030](2)待上述過(guò)程完成后，啟動(dòng)張力控制裝置6，控制鋼纜4上的張力變化，在啟動(dòng)張力控制裝置6的同時(shí)，啟動(dòng)伺服邊界條件加載裝置3，使伺服電機(jī)3-2帶動(dòng)滑動(dòng)機(jī)構(gòu)3-1前后移動(dòng)，用以調(diào)節(jié)邊界條件變化，然后，通過(guò)程序控制各部分之間的相互配合，完成對(duì)實(shí)際棄置回收過(guò)程中力學(xué)性能變化的模擬。
[0031]上述J型鋪管塔模型樣機(jī)、張力控制裝置、伺服電機(jī)及減速裝置、六自由度振動(dòng)平臺(tái)、張力傳感器、移動(dòng)平臺(tái)、控制裝置為現(xiàn)有技術(shù)，未作說(shuō)明的技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，故不再贅述。
[0032]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模擬J型鋪管船棄置回收過(guò)程中的試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括:一振動(dòng)臺(tái)、安裝在振動(dòng)臺(tái)上的J型鋪管塔模型樣機(jī)、固定在J型鋪管塔模型樣機(jī)上的管段模型；安裝在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上的上管架、角度調(diào)節(jié)器；樞接在振動(dòng)臺(tái)一側(cè)的移動(dòng)平臺(tái)，其中，振動(dòng)臺(tái)的下面安裝有一伺服邊界加載裝置；固定在振動(dòng)臺(tái)一側(cè)的張力傳感器、張力控制裝置；且振動(dòng)臺(tái)、角度調(diào)節(jié)器、移動(dòng)平臺(tái)、伺服邊界加載裝置、張力傳感器、張力控制裝置分別與控制裝置相連，通過(guò)控制裝置的控制，在實(shí)驗(yàn)室條件下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)J型鋪管船棄置回收過(guò)程的模擬。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬J型鋪管船棄置回收過(guò)程中的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述伺服邊界加載裝置包括:一滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、安裝在滑動(dòng)機(jī)構(gòu)一側(cè)的伺服電機(jī)及減速裝置，其中，伺服電機(jī)及減速裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與減速裝置的齒輪連接；滑動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在基座上的左右運(yùn)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬J型鋪管船棄置回收過(guò)程中的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述振動(dòng)平臺(tái)為六自由度振動(dòng)平臺(tái)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬J型鋪管船棄置回收過(guò)程中的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述J型鋪管塔模型樣機(jī)與振動(dòng)臺(tái)的臺(tái)面之間設(shè)有能夠使J型鋪管塔模型樣機(jī)的主體與振動(dòng)臺(tái)7的中平面重合的設(shè)定角度；同時(shí)，J型鋪管塔模型樣機(jī)能夠伸出移動(dòng)平臺(tái)的外側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬J型鋪管船棄置回收過(guò)程中的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述伺服邊界加載裝置的中心線與J型鋪管塔模型樣機(jī)的主體中心線重合；滑動(dòng)機(jī)構(gòu)為定滑輪結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬J型鋪管船棄置回收過(guò)程中的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述張力控制裝置固定于距離振動(dòng)臺(tái)的10m處，張力控制裝置包括:伺服電機(jī)、安裝在伺服電機(jī)上的卷筒、纏繞在卷筒上的鋼纜，其中，伺服電機(jī)帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)位于鋼纜上的張力恒定的控制；同時(shí)，在伺服邊界加載裝置移動(dòng)過(guò)程中，鋼纜的角度控制通過(guò)轉(zhuǎn)向裝置調(diào)Τ ο7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬J型鋪管船棄置回收過(guò)程中的試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述角度傳感器固定在位于管段模型下方的鋼纜上，張力傳感器固定于鋼纜上靠近張力控制裝置一端。
【專利摘要】一種模擬J型鋪管船棄置回收過(guò)程中的試驗(yàn)裝置，包括：一振動(dòng)臺(tái)、安裝在振動(dòng)臺(tái)上的J型鋪管塔模型樣機(jī)、固定在J型鋪管塔模型樣機(jī)上的管段模型；安裝在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上的上管架、角度調(diào)節(jié)器；樞接在振動(dòng)臺(tái)一側(cè)的移動(dòng)平臺(tái)，其中，振動(dòng)臺(tái)的下面安裝有一伺服邊界加載裝置；固定在振動(dòng)臺(tái)一側(cè)的張力傳感器、張力控制裝置；且振動(dòng)臺(tái)、角度調(diào)節(jié)器、移動(dòng)平臺(tái)、伺服邊界加載裝置、張力傳感器、張力控制裝置分別與控制裝置相連，通過(guò)控制裝置的控制，在實(shí)驗(yàn)室條件下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)J型鋪管船棄置回收過(guò)程的模擬。本發(fā)明不僅能夠?qū)ι钏甁型鋪管船的棄置回收過(guò)程進(jìn)行力學(xué)性能的模擬；而且，各組成部分可以被重復(fù)利用，大大降低了試驗(yàn)成本；提高了海上作業(yè)的安全性和可靠性。
【IPC分類】G09B25/02, G01M13/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105277357
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510828640
【發(fā)明人】王懿, 段夢(mèng)蘭, 楊偉, 趙娜, 焦曉楠, 匡濤
【申請(qǐng)人】中國(guó)海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司, 中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月25日