一種落物模擬試驗裝置的制造方法
【專利說明】
所屬技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明屬于深水海底管道生產(chǎn)和鋪設安裝過程中的技術(shù)領域，具體涉及一種能夠模擬深水海底管道落物風險的實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海底輸油氣管線是國家的生命線工程，其安全與否對于我國的海洋石油開發(fā)和國家經(jīng)濟發(fā)展關系重大。然而，海洋環(huán)境條件復雜多樣，海底管道承受著自重、外部靜水壓力、內(nèi)部壓力、崎嶇不平的海床、海水腐蝕等復雜載荷和環(huán)境條件，鋪設于海底的管道極有可能受到航行中船舶落物、海上鉆井平臺落物及其他海上結(jié)構(gòu)物落物的破壞，進而會導致極其嚴重的油氣泄漏事故，會給國家造成巨大的經(jīng)濟、社會、政治和生態(tài)損失。
[0003]在海洋結(jié)構(gòu)安全方面需要考慮的一種重要情況就是起重機或其他類似設備起吊過程中產(chǎn)生的墜落荷載。在海洋工程中，起重機進行起吊作業(yè)時，起吊物體可能會在起重機所及的范圍內(nèi)的任意位置墜落。作為一種偶然性荷載，墜落物體事件發(fā)生十分頻繁。例如，在鉆井作業(yè)中管道的掉落次數(shù)高達單位平臺每年起吊作業(yè)總次數(shù)的1/5。其他物品，如提供食品的集裝箱、油箱、絞車、泥漿栗等也可能在起重作業(yè)中掉落。墜入海水中的物體的主要風險后果是引起海底管道及水下設備的損傷。當海底管道或水下設備中含有碳氫化合物時，它們?nèi)魏蔚奈⑿∑屏讯伎赡茉斐蔀碾y性的后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對落物試驗的研究特點，提供一種能夠在一般實驗場地進行落物試驗模擬的裝置，用以模擬落物對海底管道撞擊的試驗，為工程實際提供參考。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]—種落物模擬試驗裝置，包括頂部設置有提升機構(gòu)(2)的主體框架(I)，一個帶有導軌(4)的橫移機構(gòu)以及落物試驗件托架(8)。其中，
[0006]在主體框架(I)的上部設置有上層試驗機構(gòu)，包括工作平臺(16)、固定在主體框架(I)頂部的導軌(4)以及放置落物試驗件托架(8)的橫移機構(gòu)；
[0007]橫移機構(gòu)包括相互連接的固定板(10)和移動板(12)，固定板(10)和移動板(12)均通過滾輪(11)與導軌(4)相互接觸；
[0008]在固定板(10)上固定有定位立柱(14)，用以通過套索和固定在主體框架⑴上的定位立柱(15)相連接以實現(xiàn)固定板(10)的定位；
[0009]落物試驗件托架(8)分為兩部分，兩部分分別固定連接在橫移機構(gòu)的固定板(10)和移動板(12)上；移動板(10)由牽引繩(6)連接固定在工作平臺(16)上的配套卷筒(5)。
[0010]作為優(yōu)選實施方式，移動板(12)通過固定卡扣(13)與固定板(10)相連接。提升機構(gòu)(2)，包括分別設置在主體框架(I)頂部兩端的兩個三角支架、一根固定在三角支架頂部并延伸至主體框架(I)之外的橫梁以及吊葫蘆。主體框架(I)，采用多層斜撐方式保證裝置的強度穩(wěn)定性。導軌兩端固定有用以限制橫移機構(gòu)位移的定位擋塊(3);在固定板(10)和移動板(12)的側(cè)面均設有用于限制側(cè)向位移的定位擋塊(9)。在固定板(12)定位及松開固定板(10)與移動板(12)之間的連接后，通過牽引繩的牽引使得移動板(10)連同固定連接在其上的落物試驗件托架(8)的一部分移動，落物試驗件托架(8)的兩部分分離，從而使得放在托架上的落物試驗件落下。
[0011]本發(fā)明針對深水海底管道落物試驗的要求，提供了一種能夠在一般實驗場地進行落物試驗模擬的裝置，與現(xiàn)有試驗技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0012](I)對于深水海底管道落物試驗，本裝置能夠較好地實現(xiàn)試驗準確性與經(jīng)濟適用性的統(tǒng)一；
[0013](2)在試驗準確度上，本裝置避免了人力拋投落物試驗方式可能產(chǎn)生的人因失誤，提高了試驗落物高度、落物角度和初始速度的準確性；
[0014](3)在實用性能上，本裝置綜合鉸鏈、滑軌、滑輪等機械裝置，大大減少了人力的投入，增加了試驗安全性，同時也降低了試驗的操作難度。
【附圖說明】
[0015]圖1為主體結(jié)構(gòu)的軸測圖:
[0016]圖2為上層試驗機構(gòu)的軸測圖:
[0017]圖3為橫移機構(gòu)細節(jié)軸測圖:
[0018]圖4為橫移機構(gòu)固定板和移動板分開后軸測圖:
[0019]圖中標號說明::1主體框架；2提升機構(gòu)；3導軌定位擋塊；4導軌；5卷筒；6牽引繩；7落物試驗件托架固定螺栓；8落物試驗件托架；9橫移機構(gòu)定位擋塊；10橫移機構(gòu)固定板；11橫移機構(gòu)滾輪；12橫移機構(gòu)移動板；13橫移機構(gòu)固定卡扣；14固定板定位立柱；15框架定位立柱；16帶護欄的工作平臺；17固定套索。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行說明
[0021]參見圖1和圖2，本發(fā)明落物模擬試驗裝置，具體包括一個帶提升機構(gòu)的支撐框架、一個有導軌的橫移機構(gòu)以及一套適合不同落物試驗件外形的托架。
[0022]該裝置由三部分組成:一部分為主體框架1，采用多層斜撐方式保證裝置的強度穩(wěn)定性；主體框架頂部有一提升機構(gòu)2，包括兩個三角支架、一根延伸至主體結(jié)構(gòu)之外的橫梁以及吊葫蘆。第二部分部分為上層試驗機構(gòu)，包括帶護欄的工作平臺16、安裝在主體結(jié)構(gòu)頂部的導軌4以及放置落物試驗件托架的橫移機構(gòu)；導軌兩端裝有定位擋塊3，可以限制橫移機構(gòu)的位移。橫移機構(gòu)的細部圖如圖3所示，橫移機構(gòu)的平板分為固定板10和移動板12，固定板和移動板的連接部分裝有固定卡扣13，用于固定板與移動板的連接及固定；固定板和移動板下部裝有滾輪11 ;固定板與移動板側(cè)面有定位擋塊9，用于限制位移；固定板裝有定位立柱14，和支撐框架上的定位立柱15配合以實現(xiàn)固定板的定位；移動板由牽引繩6連接安裝在工作平臺上的配套卷筒5，卷筒上有操作手柄。第三部分為落物試驗件托架8，托架8分為兩部分，分別由螺栓7連接固定在橫移機構(gòu)的兩個平板上，可根據(jù)不同落物試驗件外形進行調(diào)換。
[0023]在進行試驗之前，將全比例尺管件放置到主體框架范圍內(nèi)地面上，將指定尺寸的落物試驗件通過提升機構(gòu)2提升至高于橫移機構(gòu)位置。之后由人力推動，將橫移機構(gòu)移動到落物試驗件下方，操作提升機構(gòu)2將落物試驗件放置在托架8上。之后搖動卷筒5手柄，通過牽引繩6牽引將橫移機構(gòu)移動到試驗指定位置，卸去固定板10和移動板12之間的固定卡扣13，用套索17連接固定板上的立柱14和支撐框架上的立柱15，實現(xiàn)固定板定位。搖動卷筒5手柄，牽引移動板12繼續(xù)移動，使橫移機構(gòu)固定板和移動板分開，如圖4所示，使放在托架上的落物試驗件落下，完成試驗。
【主權(quán)項】
1.一種落物模擬試驗裝置，包括頂部設置有提升機構(gòu)(2)的主體框架(I)，一個帶有導軌(4)的橫移機構(gòu)以及落物試驗件托架(8)。其中， 在主體框架(I)的上部設置有上層試驗機構(gòu)，包括工作平臺(16)、固定在主體框架(I)頂部的導軌(4)以及放置落物試驗件托架(8)的橫移機構(gòu)； 橫移機構(gòu)包括相互連接的固定板(10)和移動板(12)，固定板(10)和移動板(12)均通過滾輪(11)與導軌⑷相互接觸； 在固定板(10)上固定有定位立柱(14)，用以通過套索和固定在主體框架(I)上的定位立柱(15)相連接以實現(xiàn)固定板(10)的定位； 落物試驗件托架(8)分為兩部分，兩部分分別固定連接在橫移機構(gòu)的固定板(10)和移動板(12)上；移動板(10)由牽引繩(6)連接固定在工作平臺(16)上的配套卷筒(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗裝置，其特征在于，移動板(12)通過固定卡扣(13)與固定板(10)相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗裝置，其特征在于，提升機構(gòu)(2)，包括分別設置在主體框架(I)頂部兩端的兩個三角支架、一根固定在三角支架頂部并延伸至主體框架(I)之外的橫梁以及吊葫蘆。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗裝置，其特征在于，主體框架(I)，采用多層斜撐方式保證裝置的強度穩(wěn)定性。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗裝置，其特征在于，導軌兩端固定有用以限制橫移機構(gòu)位移的定位擋塊(3);在固定板(10)和移動板(12)的側(cè)面均設有用于限制側(cè)向位移的定位擋塊(9)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗裝置，其特征在于，在固定板(12)定位及松開固定板(10)與移動板(12)之間的連接后，通過牽引繩的牽引使得移動板(10)連同固定連接在其上的落物試驗件托架(8)的一部分移動，落物試驗件托架(8)的兩部分分離，從而使得放在托架上的落物試驗件落下。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種落物模擬試驗裝置，包括頂部設置有提升機構(gòu)(2)的主體框架(1)，一個帶有導軌(4)的橫移機構(gòu)以及落物試驗件托架(8)，其中，在主體框架(1)的上部設置有上層試驗機構(gòu)，包括工作平臺(16)、導軌(4)以及橫移機構(gòu)；橫移機構(gòu)包括相互連接的固定板(10)和移動板(12)，均通過滾輪(11)與導軌(4)相互接觸；在固定板(10)上固定有定位立柱(14)；落物試驗件托架(8)分為兩部分，兩部分分別固定連接在橫移機構(gòu)的固定板(10)和移動板(12)上；移動板(10)由牽引繩(6)連接固定在工作平臺(16)上的配套卷筒(5)。本發(fā)明可提高試驗落物高度、角度和初始速度的準確性。
【IPC分類】G01N3/303
【公開號】CN105136591
【申請?zhí)枴緾N201510428375
【發(fā)明人】余建星, 李妍, 余楊, 孫震洲, 樊志遠, 劉源
【申請人】天津大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年7月20日