[实用新型]一种测量基盘下落与土相互作用的模拟试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及海洋工程结构模型试验技术领域，更具体的说，是涉及一种测量基盘下落与土相互作用的模拟试验装置。

背景技术

随着陆上化石能源的枯竭，人们对海洋油气资源的重视程度和开发力度也越来越强。海洋石油开发逐渐走向深海区域，海洋工程需要对深海中使用的工程设备和结构进行研究和改进。基盘是海洋工程开发中的一种重要设备。基盘固定于海底，是一个用以保护预钻井口、引导平台就位以及保证井口正确回接的钢质结构，在钻井过程和油气开采过程中起到了重要作用。为了保证基盘在安装过程中的到位和稳定性以及安装后的可靠性，必须对基盘的自沉过程和基盘与深海海洋土的相互作用进行研究。

采用试验装置对基盘自沉下落后与土体的相互作用进行研究是一种通常的方法。试验中需要使基盘从一定高度落入土箱中，并控制其下落的姿态和速度，以模拟基盘实际安装过程中自沉状态。因此需要一个试验装置模拟下落过程，并能够在下落过程结束后读取所需数据以供后续研究。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种测量基盘下落与土相互作用的模拟试验装置，模拟基盘实际安装过程中下沉与土体接触的过程，并能够量取相关数据进行后续研究，具有结构设计合理、可进行多组试验、试验精度较高和量取数据便利等特点。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的一种测量基盘下落与土相互作用的模拟试验装置，包括支架，所述支架中部对称设置有纵向的滑轨，每个所述滑轨底部均设置有挡块，每个所述滑轨均设置有滑块，所述滑块均通过顶部连接的牵引绳提供动力沿滑轨上下移动，每个所述滑块均通过滑块限位器与基盘模型相连接，所述滑块限位器侧壁水平设置有测距板；

所述基盘模型正下方设置有土箱，所述土箱内部由下至上依次铺设有下砾石层、与土箱内部连通的排水管、上砾石层、土工布和试验用土层，所述土箱箱壁设置有与排水管端头连接的排水管出口，所述试验用土层内埋设有传感器，所述土箱顶部设置有位移传感器。

所述滑块限位器包括连接在基盘模型上的顶部开口钢筒，所述钢筒内设置有纵向移动的直杆，所述直杆底部焊接有钢板，所述直杆顶部与滑块相连接；所述钢板的尺寸大于钢筒顶部的孔尺寸，且小于钢筒的内径；所述直杆的直径小于钢筒顶部的孔尺寸。

所述传感器包括孔隙水压力传感器和土压力传感器。

所述排水管盘设于下砾石层上部，所述排水管管壁设置有连通孔，所述连通孔的直径应均小于上砾石层和下砾石层中砾石的直径。

所述土箱顶部一侧水平设置有用于固定位移传感器的支撑板，所述位移传感器位于测距板的正下方。

所述支架设置为中空结构，所述支架顶部设置有用于牵引绳拉动的滑轮。

所述牵引绳一端与滑块连接，另一端与卷扬机连接。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

(1)本实用新型中，滑轨和牵引绳使得基盘模型下落高度调整方便，便于实际操作中进行多组试验提取数据；

(2)本实用新型中土箱设有由砾石、排水管、土工布构成排水系统，可通过注水和排水调节试验用土的饱和度；

(3)本实用新型中采用由位移传感器、孔隙水压力传感器和土压力传感器构成的测量系统进行所需数据的测量，通过安装在土箱上的位移传感器和安装在钢筒侧壁上的测距板高精度的测量位移，来解决了长距高频响高精度的位移传感器价格昂贵不易购买的缺点；

(4)本实用新型通过滑块限位器和挡块提升了试验精度，排除了基盘模型下落与试验用土层相互接触时下落的滑块对基盘模型的干扰。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

附图标记:1牵引绳；2滑轨；3滑块；4支架；5滑块限位器；501钢筒；502直杆；503钢板；6位移传感器；7测距板；8基盘模型；9传感器；10土工布；11下砾石层；12上砾石层；13排水管；14排水管出口；15土箱；16试验用土层；17支撑板；18滑轮；19挡块

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。