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一種深水壓力艙混合實驗裝置制造方法
【專利摘要】一種深水壓力艙混合實驗裝置，屬于海洋石油工程領域。這種深水壓力艙混合實驗裝置的艙體外設有多個有孔與艙體內相通的連接組件，艙體內設有導軌裝置和支架，支架的下部設有在導軌裝置上滾動的滾輪，支架內側的一端依次固定連接一個作動器與第一夾具，另一端固定連接一個第二夾具。該實驗裝置在實驗室內構建一個通用的水下試驗平臺，可根據不同的水深環境和水下裝備類型及水下工作情況設定試驗內容和方案，做到在原形結構上實現傳感器的標定測試內容，大大地縮短傳感器研發周期，提高傳感器的穩定性。
【專利說明】一種深水壓力艙混合實驗裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種深水壓力艙混合實驗裝置，特別是一種用于室內模擬水下標定系統的實驗裝置，屬于海洋石油工程領域。
【背景技術】
[0002]隨著海洋開發愈來愈向深海推進，油氣資源的開發也不斷向深海進軍。由于深海海域的自然環境十分惡劣，環境載荷比較復雜，因此對海洋工程設施的理論分析、設計安裝等要求就更加嚴格和精確。[0003]浮式平臺是海洋石油工程領域應用最廣的深海采油模式。但是由于深海環境的復雜性以及浮式平臺系泊系統的非線性，導致了浮式平臺的設計仍有諸多問題。為了保障浮式平臺在深海中的正常工作，對其進行長期的監測十分重要。而監測過程中帶來的核心問題之一是所用傳感器的精度和長期穩定性問題。為了保證水下錨鏈、立管等海洋裝備專用傳感器開發的可靠性、穩定性，對于傳感器需要進行一系列水下標定測試工作，諸如自容式傳感器耐壓性測試、錨鏈監測傳感器的精度測試和穩定性測試、立管姿態傳感器的精度測試和穩定性測試。現在很多國家對于研發的傳感器的測試在真實海洋環境中進行，在真實平臺裝備上雇傭潛水員或ROV布放水下傳感器進行標定測試，浪費大量實驗時間和經費。

【發明內容】

[0004]針對上述問題，本發明的目的是提供一種可同時進行室內錨鏈、立管試驗和水下傳感器標定系統的深水壓力艙混合實驗裝置。
[0005]本發明采取以下技術方案:一種深水壓力艙混合實驗裝置包括一個壓力艙主體，所述壓力艙主體包括由筒體封頭、筒體與筒體端部依次固定連接構成的艙體和法蘭蓋，艙體與法蘭蓋之間采用密封連接，所述艙體外設有多個有孔與艙體內相通的連接組件，艙體內設有導軌裝置和支架，支架的下部設有在導軌裝置上滾動的滾輪，支架內側的一端依次固定連接一個作動器與第一夾具，另一端固定連接一個第二夾具。
[0006]所述艙體與法蘭蓋之間設有密封墊和雙錐環，并用螺柱和螺母固定連接，雙錐環采用螺栓固定的托環定位。
[0007]所述連接組件包括進排氣連接組件、進出水連接組件、進出油連接組件、儀表連接組件和通信電纜連接組件。
[0008]所述第一夾具與第二夾具之間連接直管試件。
[0009]所述第一夾具與第二夾具之間連接錨鏈試件。
[0010]所述第一夾具與第二夾具之間連接彎曲試件時，彎曲試件的下面設有一個拱形
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[0011]上述技術方案利用水下作動器為主的加載裝置實現壓力罐內的構件的模擬真實情況運動行為，從而實現真實結構在真實工況下傳感器工作的實驗測試效果。支架系統和作動器加載系統獨立于艙體，從而可以通過更新支架和作動器進行試驗系統更新，而保證壓力艙主體結構不變。
[0012]本發明的有益效果是:這種深水壓力艙混合實驗裝置采用艙壁上開設(多個)連接孔方式實現艙外與艙體內的連通和組件連接，艙體內設有導軌裝置和支架，支架的下部設有在導軌裝置上滾動的滾輪，支架內側的一端依次固定連接一個作動器與第一夾具，另一端固定連接一個第二夾具。該實驗裝置在實驗室內構建一個通用的水下試驗平臺，可根據不同的水深環境和水下裝備類型及水下工作情況設定試驗內容和方案，可在艙外空間實現構件和作動器的安裝，可在艙外實現測試傳感器的連接和初步調試，做到在原形結構上實現大水深高壓拉伸、彎曲等耦合工況試驗，并可實現多種類型傳感器的標定測試內容，縮短了傳感器研發周期，提高傳感器的穩定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是一種深水壓力艙混合實驗裝置的結構圖。
[0014]圖2是一種深水壓力艙混合實驗裝置的結構右視圖。
[0015]圖3是支架系統和加載裝置的結構圖。
[0016]圖4是圖1中的A圖。
[0017]圖5是艙內模擬立管所用傳感器拉伸測試實驗示意圖。
[0018]圖6是艙內模擬錨鏈所用傳感器拉伸測試實驗示意圖。
[0019]圖7是艙內彎曲試件所用傳感器拉伸測試實驗示意圖。
[0020]圖中:1、筒體，la、筒體封頭，lb、筒體端部，2、法蘭蓋，3、連接組件，4、支座，5、導軌裝置，6、托環，7、螺栓，8、密封墊，9、雙錐環，10、螺母，11、螺柱，12、支架，13、作動器，14、第一夾具，15、第二夾具，16、滾輪，17、直管試件，18、錨鏈試件，19、拱形梁。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。
[0022]圖1、2、3、4示出了一種深水壓力艙混合實驗裝置的結構圖。圖中，深水壓力艙混合實驗裝置包括一個壓力艙主體，壓力艙主體包括由筒體封頭la、筒體I與筒體端部Ib依次固定連接構成的艙體和法蘭蓋2，艙體與法蘭蓋2之間設有密封墊8和雙錐環9，并用螺柱11和螺母10固定連接，雙錐環9采用螺栓7固定的托環6定位。艙體外設有多個有孔與艙體內相通的連接組件3，連接組件3包括進排氣連接組件A、進水連接組件F、出水連接組件E、進油連接組件G1、出油連接組件G2、儀表連接組件B、D，備用連接組件和通信電纜連接組件C1-C11，如圖2示出了各連接組件的開孔方位。艙體內設有導軌裝置5和支架12，支架12的下部設有在導軌裝置5上滾動的滾輪16，支架12內側的一端依次固定連接一個作動器13與第一夾具14，另一端固定連接一個第二夾具15。
[0023]圖5示出了艙內模擬立管所用傳感器拉伸測試實驗示意圖。第一夾具14與第二夾具15之間連接直管試件17。
[0024]圖6示出了艙內模擬錨鏈所用傳感器拉伸測試實驗示意圖。第一夾具14與第二夾具15之間連接錨鏈試件18。
[0025]圖7示出了艙內彎曲試件所用傳感器拉伸測試實驗示意圖。第一夾具14與第二夾具15之間連接彎曲試件時，彎曲試件的下面設有一個拱形梁19。[0026]采用上述的技術方案，深水壓力艙混合實驗裝置包括壓力艙主體、支架加載系統、加壓系統等。
[0027]壓力艙主體包括一筒形艙體，艙體一端設置有一艙蓋，艙體的艙壁上開孔。設置有進水孔、出水孔、排氣口孔、電信號孔和油源開孔。通過進水口、排氣口對壓力艙內進行注水，電信號孔用來實現電路的內外連接和信號線路的內外連接，油源開孔用來實現加載系統中電液伺服作動器與油源的內外連接。艙體內的底部水平設置有兩條導軌。
[0028]支架加載系統包括支架主體底部設置有兩排與艙體內導軌相配合的滾輪。支架的一端連接第二夾具，另一端連接第一夾具和電液伺服作動器以實現與錨鏈、立管等海洋工程裝備連接。為了實現構建在水中的彎曲實驗，支架中部設計一拱形梁，使構建產生彎曲變形。
[0029]加壓裝置主要為對于壓力艙注水，施加模擬深海環境的水壓力。包括壓力表，電動閥門，泵、水箱等裝置。控制閥門和泵的開啟和關閉，對實現壓力艙內加壓、泄壓和保壓。
[0030]通過電信號孔可實現壓力艙內部電子儀器和艙外計算機、電源等的連接。為艙內傳感器提供電力，同時可使艙內傳感器信號等通過艙壁開孔和外界相連，顯示數據。
[0031]該實驗裝置在使用時采用以下實驗步驟:
第一步，壓力艙外實現支架主體上結構構件，如錨鏈、立管在夾具上的安裝工作。構件一端和支架上夾具(第二夾具)相連，另一端和作動器的夾具(第一夾具)相連接。
[0032]第二步，結構構件上安裝傳感器，電源線、信號線；通過艙壁電信號孔實現連接，連接作動器的油路。
[0033]第三步，支架加載系統推入壓力艙內。封閉艙蓋，通過艙壁進水口進行注水打壓，排氣口進行排氣等，實現艙內指定高壓環境。
[0034]第四步，供電，調試試驗傳感器信號。
[0035]第五步，控制作動器實現水下構件的加載過程，可實現拉伸、彎曲、扭轉和三項荷載耦合效果。
[0036]第六步，在加載到指定荷載的情況下，通過艙外計算機采集實驗過程中傳感器產生的各種信號數據。
【權利要求】
1.一種深水壓力艙混合實驗裝置，包括一個壓力艙主體，其特征是:所述壓力艙主體包括由筒體封頭(la)、筒體(1)與筒體端部(Ib)依次固定連接構成的艙體和法蘭蓋(2)，艙體與法蘭蓋(2)之間采用密封連接，所述艙體外設有多個有孔與艙體內相通的連接組件(3)，艙體內設有導軌裝置(5)和支架(12)，支架(12)的下部設有在導軌裝置(5)上滾動的滾輪(16)，支架(12)內側的一端依次固定連接一個作動器(13)與第一夾具(14)，另一端固定連接一個第二夾具(15)。
2.根據權利要求1所述的一種深水壓力艙混合實驗裝置，其特征是:所述艙體與法蘭蓋(2)之間設有密封墊(8)和雙錐環(9)，并用螺柱(11)和螺母(10)固定連接，雙錐環(9)采用螺栓(7)固定的托環(6)定位。
3.根據權利要求1所述的一種深水壓力艙混合實驗裝置，其特征是:所述連接組件(3)包括進排氣連接組件、進出水連接組件、進出油連接組件、儀表連接組件和通信電纜連接組件。
4.根據權利要求1所述的一種深水壓力艙混合實驗裝置，其特征是:所述第一夾具(14)與第二夾具(15)之間連接立管試件(17)。
5.根據權利要求1所述的一種深水壓力艙混合實驗裝置，其特征是:所述第一夾具(14)與第二夾具(15)之間連接錨鏈試件(18)。
6.根據權利要求1所述的一種深水壓力艙混合實驗裝置，其特征是:所述第一夾具(14)與第二夾具(15)之間進行彎曲試驗時，試件的下面設有一個拱形梁(19)進行初始彎曲加載。
【文檔編號】G01D18/00GK103604455SQ201310611687
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】武文華, 畢祥軍, 張仲, 岳前進 申請人:大連理工大學