[发明专利]一种三维钢悬链线立管与土壤相互作用的实验装置

摘要

本发明公开了一种三维钢悬链线立管与土壤相互作用的实验装置，该实验装置通过研究测试管横向、纵向、垂向三个方向的运动，让测试管更加接近工程实际来采集试验数据，以便三维实验所得到的实验数据分析结果能更好地促进理论研究与数值分析，由此指导立管的整体设计与分析，保证立管在深水油气开采中的安全可靠应用。包括土箱、测试管、计算机、伺服电机和数据采集单元，数据采集单元包括激光数据采集器，在土箱内的底部铺设有一定厚度的土壤，测试管平放在土壤的上表面上，把测试管一端固定在土箱内壁上，测试管另一端连接在三维移动机上，并在测试管上设有三维坐标轨迹路径采集机构。主要用于深水钢悬链线立管的设计技术中。

主权项

一种三维钢悬链线立管与土壤相互作用的实验装置，包括土箱和试验用的测试管，其特征在于，还包括计算机、伺服电机和数据采集单元，数据采集单元包括激光数据采集器，在土箱内一端的侧壁上固定设有固定夹，并且固定夹到土箱内底面的高度距离为10至30厘米；在土箱内另一端的侧壁上固定设有三维移动机构，三维移动机构由伺服电机驱动，伺服电机的控制端与计算机连接，三维移动机构包括横向移动轨道、纵向移动轨道和垂向移动轨道，在横向移动轨道上设有滑动的小滑块，在小滑块下端固定连接有连接杆，在连接杆下端连接有万向转轴；在固定夹下方的土箱内壁上设有若干呈“T”字形的抓丁；在土箱内的底部铺设有一定厚度的土壤，土壤的上表面在固定夹的上下端之间，测试管平放在土壤的上表面上，并且测试管的一端固定连接在固定夹上，测试管的另一端固定连接在万向转轴上；在测试管上卡紧套有呈三维坐标状布置的三维支架，且三维支架的其中两根支杆与测试管垂直布置，在三维支架的每根支杆末端分别设有照射方向与支杆中轴线方向一致的激光灯，在每个激光灯正对方的土箱内分别设有一块激光数据采集器的激光感应板，激光数据采集器与计算机连接。