[实用新型]海洋脐带缆涡激振动试验装置

说明书

本实用新型主要属于海洋脐带缆设计安装技术领域，涉及海洋脐带缆涡激振动试验装置。所述装置包括支撑底座、侧边支撑架、能够沿所述侧边支撑架上下滑动的中间支撑平台、设置于所述侧边支撑架最顶部的顶部平台；待测海洋脐带缆的两端通过万向铰分别与所述支撑底座以及与所述中间支撑平台上设置的张力固定测试装置连接；所述张力固定测试装置包括用于直接测试所述待测海洋脐带缆顶张力的张力计；所述张力固定测试装置的上部和用于为所述待测海洋脐带缆施加顶张力的张力施加装置连接。本实用新型提供的试验装置能够解决脐带缆涡激振动试验过程中顶张力施加不准确，初始施加顶张力失效，支架扰乱流场等问题，使脐带缆涡激振动试验更加切合实际。

技术领域

本实用新型主要属于海洋脐带缆设计安装技术领域，具体涉及海洋脐带缆涡激振动试验装置,能够在模拟海洋脐带缆涡激振动试验中精确稳定施加脐带缆的顶张力，解决支架扰流问题，并且对脐带缆进行有效的支撑固定。

背景技术

脐带缆为海洋油气生产系统的生命线，作为控制系统，连接着平台或浮式生产系统与海底油井。脐带缆的组成部分一般有电缆、光纤、输送化学制剂和液压流体的钢管、外部保护层(钢管和复合材料) 等，主要作用为输送化学制剂、液压流体、电及控制信号。主要承受的外部荷载有：波浪，海流，顶部浮体运动。

由于复杂的环境荷载以及工作水深的加深，脐带缆的整体变形很难掌握确定。深海脐带缆关乎整个油气生产系统的控制问题，一旦发生破坏，将会在成巨大的影响。在脐带缆工作过程中，当一定流速的流体流经脐带缆结构时，会引发涡激振动(Vortex-inducedvibration)。当漩涡脱落的频率与立管的自振频率相同或相近时，还会产生共振现象，立管振动的强度会随之增加，其中横流向的升力以及振幅增加尤为明显，这将会加速海洋立管的破坏进程。随着开采深度的增加，脐带缆所处的海流，波浪环境日趋复杂，因此涡激振动成为深海脐带缆设计过程中主要障碍之一。在实验室进行脐带缆涡激振动的模拟意义重大，在模拟过程中，除了模拟脐带缆所处的环境荷载之外，还需要模拟脐带缆两端铰接的连接方式，施加准确并且稳定的顶张力，适应不同的脐带缆的长度，以及解决试验支架对流场的影响。

现有技术中，实验装置施加顶张力不够准确，在施加顶张力的过程中误差较大，不能较好的固定立管顶部以及确保顶张力的稳定性，除此之外在水槽实验中，支架扰流问题也没有被考虑。

因此，亟需一套对脐带缆涡激振动进行准确模拟的装置。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种海洋脐带缆涡激振动试验装置，在脐带缆涡激振动实验过程中，所述装置可以适应于不同的脐带缆的长度，精确并且稳定地施加脐带缆顶部张力，防止在振动过程中使施加的顶张力失效，解决支架干扰流场的问题，使脐带缆涡激振动试验更为准确。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

海洋脐带缆涡激振动试验装置，包括支撑底座、侧边支撑架、能够沿所述侧边支撑架上下滑动的中间支撑平台、设置于所述侧边支撑架最顶部的顶部平台；

待测海洋脐带缆的两端通过万向铰分别与所述支撑底座以及与所述中间支撑平台上设置的张力固定测试装置连接；所述张力固定测试装置包括用于直接测试所述待测海洋脐带缆顶张力的张力计；

所述张力固定测试装置的上部和用于为所述待测海洋脐带缆施加顶张力的张力施加装置连接。

进一步地，所述张力固定测试装置包括顶部万向铰、与所述顶部万向铰连接的张力计、与所述张力计连接且贯穿所述中间支撑平台上螺栓孔的可上下移动螺杆、在所述可上下移动螺杆上设置的位于所述中间支撑平台两侧的两个固定螺母、以及设置于所述可上下移动螺杆上部用于与张力施加装置连接的连接部件。

进一步地，所述张力施加装置包括绳索、设于所述顶部平台上部的两个定滑轮、用于施加顶张力的砝码盘和砝码；所述绳索的一端和所述张力固定测试装置连接，绳索另一端和所述砝码盘连接，绳索的中间部分穿过所述两个定滑轮；