[发明专利]一种海底管道落物撞击模拟试验方法

说明书

本发明涉及一种海底管道落物撞击模拟试验方法，所采用的系统包括试验塔，试验管道支撑基础，落物组及其吊升释放机构，方法如下：将试验管道放置于预定的试验管道支撑基础上并进行固定，移动试验塔至目标试验管道上方；摇动旋转手柄，使吊缆能够提起落物组；微调试验塔的位置，将落物触头置于试验管道正上方，通过旋转调整导向杆和落物组至预定的偏转角度；摇动旋转手柄卷起吊缆，将落物组提升至预定高度；松开释放锁扣中螺钉和螺母的连接落物组在重力作用下发生自由落体运动，沿着预定的水平角度撞击试验塔下面的试验管道，完成一次落物撞击过程。本发明所采用的试验系统结构形式简单，容易加工、安装及拆除，建造成本较低，状态控制性能良好。

所属技术领域

本发明属于海洋油气工程开发、运营、维护的技术领域，涉及一种海底管道落物撞击模拟试验系统。

背景技术

二十一世纪是海洋的世纪，无论对于中国还是世界都是一个重要命题。海洋是新世纪人类赖以发展的新的重要的资源空间，加快进行海洋开发已经成为各个海洋国家的共识。以石油天然气为代表的产传统海洋资源，其开发技术日臻完善并不断深入拓展，可燃冰、海底矿藏等新型海洋资源也愈发引起工程开发者的重视。在海洋资源开发技术中，海底管道发挥着不可替代的作用，为保证经济效益和工程开发的持续进行提供了基础性条件。

然而，复杂的海洋环境，频繁的人类活动，使得日益庞大的海底管道系统随时面临着安全运行的风险和挑战。一旦发生管道结构损伤或破裂泄漏事故，很有可能会引发难以估量的环境污染、经济损失以及巨大的社会不良影响。根据以往发生管道损伤事故统计资料，坠落物撞击已经成为重要的风险源之一，并且在现有制度和技术水平上很难根除。因此，海底管道在坠落物撞击作用下的结构损伤变形规律具有重要的研究价值和实际工程意义。

对海底管道进行落物撞击实验是探索管道损伤规律的最直接、最可靠的研究手段，尤其是针对工程中实际使用的全尺寸管道。随着对管道损伤研究的需求不断增加，国内逐渐开展了落物撞击管道实验模拟研究。但是，很多试验系统只研究了准静态作用、缩尺比管件，或者存在撞击姿态控制不准、管道支撑形式单一、撞击接触形状类型有限等问题，使得试验研究工作始终具有一定的局限性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种海底管道落物撞击模拟试验方法，能够在多种管道支撑条件下，如刚性平面支撑、刚性悬跨、土壤掩埋条件，对落物撞击全比尺海底管道进行模拟试验,并可以对海底管道在不同撞击质量、下落高度(撞击速度)、撞击姿态、接触形状的情况下进行落物撞击试验。该试验系统结构形式简单，容易加工、安装及拆除，建造成本较低，状态控制性能良好，可重复使用，有效降低试验的难度和成本。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种海底管道落物撞击模拟试验方法，所采用的试验系统，包括一个可移动式撞击试验塔，一套试验管道支撑基础，一套落物组及其吊升释放机构，其中，

可移动的撞击试验塔，包括钢制塔架和支撑塔架的四个塔轮，四个塔轮横跨在两根试验塔导轨上；

试验管道支撑基础，包括刚性支撑基础、悬跨支撑基础和土壤支撑基础三种，刚性支撑基础和悬跨支撑基础布置在基础钢板上，刚性支撑基础包括两组固定卡块，一根试验管道横卧在基础钢板上，两端各有一组固定卡块进行水平限位；所述悬跨支撑基础包括两组上固定压块、下固定压块和环形卡箍，试验管道的两端各通过一组上固定压块和下固定压块压紧限位，环形卡箍用以防止试验管道与上固定压块和下固定压块脱离；对于土壤支撑，试验管道埋设在土壤基础中，按照不同的试验需求埋设不同的深度；