海上采油平台、导管架平台载荷转移的实验系统及方法

文档序号:1123537 发布日期:2020-10-02 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 海上采油平台、导管架平台载荷转移的实验系统及方法 (Offshore oil production platform, and experimental system and method for jacket platform load transfer ) 是由 万军 杨进 桑军 王志明 胡南丁 关湃 马会珍 刘询 刘松 于 2020-07-06 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种海上采油平台、导管架平台载荷转移的实验系统及方法,该海上采油平台包括:导管架平台和隔水导管,所述导管架平台上设有导向槽体,所述隔水导管穿设于所述导向槽体内;至少一个所述隔水导管连接有至少一个支撑筒,所述导向槽体与所述支撑筒抵接,所述支撑筒能对所述导向槽体施加向上的支撑力。通过本发明,可以提高导管架平台的承载能力,缓解已建导管架平台存在的承载能力难以满足要求的技术问题。(The invention provides an offshore oil production platform, a jacket platform load transfer experiment system and a method, wherein the offshore oil production platform comprises: the guide pipe is arranged in the guide groove body in a penetrating mode; at least one water-proof pipe is connected with at least one support section of thick bamboo, the guide way body with a support section of thick bamboo butt, a support section of thick bamboo can be to guide way body applys ascending holding power. By the jacket platform, the bearing capacity of the jacket platform can be improved, and the technical problem that the bearing capacity of the established jacket platform is difficult to meet requirements is solved.)

海上采油平台、导管架平台载荷转移的实验系统及方法

技术领域

本发明涉及海上钻井工程技术领域,尤其涉及一种海上采油平台、导管架平台载荷转移的实验系统及方法。

背景技术

导管架平台是海上油气勘探开发的重要设备。目前,海上油气勘探和开发的设备趋向于大型化和模块化;同时,对已建导管架平台提出了增加井口数量、增加设备的要求。钻井和开发设备的大型化、以及井口数量的增加,对已建导管架平台的承载能力提出了更高的要求。但是,已建导管架平台在建造时,通常是以原始设计的井口和设备的数量和规格为基准来设计其承载能力,在对井口和设备进行增加或者改造时,已建导管架平台常出现承载能力难以满足要求的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种海上采油平台、导管架平台载荷转移的实验系统及方法,该海上采油平台有利于提高导管架平台的承载能力,缓解已建导管架平台存在的承载能力难以满足要求的技术问题;该导管架平台载荷转移的实验系统和该导管架平台载荷转移的实验方法,可以对载荷转移的有效性进行评估,便于将上述载荷转移的结构应用于海上采油平台。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现:

本发明提供一种海上采油平台,包括:导管架平台和隔水导管,所述导管架平台上设有导向槽体,所述隔水导管穿设于所述导向槽体内;至少一个所述隔水导管连接有至少一个支撑筒,所述导向槽体与所述支撑筒抵接,所述支撑筒能对所述导向槽体施加向上的支撑力。

在优选的实施方式中,所述支撑筒连接有限位筒,所述限位筒的内壁与所述隔水导管的外壁配合,所述限位筒的外壁与所述导向槽体的内壁配合。

在优选的实施方式中,所述隔水导管连接有凸台,所述凸台设于所述支撑筒的下方,所述凸台能对所述支撑筒进行支撑。

在优选的实施方式中,所述导管架平台沿竖直方向间隔设有多个所述导向槽体,一根所述隔水导管穿设于沿竖直方向间隔分布的多个所述导向槽体内。

在优选的实施方式中,至少一个所述导向槽体连接有斜撑杆,所述斜撑杆相对于竖直方向倾斜设置,所述斜撑杆的下端固接于所述导向槽体,所述斜撑杆的上端与所述导管架平台连接。

在优选的实施方式中,所述海上采油平台包括多个隔水导管,所述导管架平台上设有分别与各个所述隔水导管相配合的多个所述导向槽体;至少一个所述隔水导管上连接有能对所述导向槽体施加向上的支撑力的所述支撑筒。

本发明提供一种导管架平台载荷转移的实验系统,包括:

导管架平台模型,所述导管架平台模型上设有导向槽体模型;

隔水导管模型,所述隔水导管模型穿设于所述导向槽体模型内,所述隔水导管模型连接有支撑筒模型,所述导向槽体模型与所述支撑筒模型抵接,所述支撑筒模型能对所述导向槽体模型施加向上的支撑力;

加载系统,其包括加载框架和液压千斤顶,所述导管架平台模型的下端和所述隔水导管的下端均与所述加载框架抵接;所述液压千斤顶的上端与所述加载框架连接,所述液压千斤顶的下端与所述导管架平台模型抵接,所述液压千斤顶能对所述导管架平台模型施加向下的压力;

多个载荷传感器,所述导管架平台模型的下端与所述加载框架之间设有所述载荷传感器。

在优选的实施方式中,所述支撑筒模型可活动地与所述隔水导管模型连接,所述支撑筒模型能活动至与所述导向槽体模型抵接或者至偏离所述导向槽体模型。

在优选的实施方式中,所述支撑筒模型连接有限位筒模型,所述限位筒模型的内壁与所述隔水导管模型的外壁配合,所述限位筒模型的外壁与所述导向槽体模型的内壁配合。

在优选的实施方式中,所述隔水导管模型连接有凸台模型,所述凸台模型设于所述支撑筒模型的下方,所述凸台模型能对所述支撑筒模型进行支撑。

在优选的实施方式中,所述导管架平台模型沿竖直方向间隔设有多个所述导向槽体模型,一根所述隔水导管模型穿设于沿竖直方向间隔分布的多个所述导向槽体模型内。

在优选的实施方式中,至少一个所述导向槽体模型连接有斜撑杆模型,所述斜撑杆模型相对于竖直方向倾斜设置,所述斜撑杆模型的下端固接于所述导向槽体模型,所述斜撑杆模型的上端与所述导管架平台模型连接。

在优选的实施方式中,所述实验系统包括多个隔水导管模型,所述导管架平台模型上设有分别与各个所述隔水导管模型相配合的多个所述导向槽体模型;至少一个所述隔水导管模型上连接有能对所述导向槽体模型施加向上的支撑力的所述支撑筒模型。

在优选的实施方式中,所述导管架平台模型的顶部连接有传导框体,所述液压千斤顶的下端与所述传导框体抵接。

在优选的实施方式中,所述导管架平台模型的下端与所述载荷传感器之间设有弹性结构,和/或,所述隔水导管模型的下端与所述载荷传感器之间设有弹性结构。

本发明提供一种导管架平台载荷转移的实验方法,采用上述的导管架平台载荷转移的实验系统,所述实验方法包括:

步骤S10,安装所述导管架平台载荷转移的实验系统;

步骤S20,利用所述加载系统进行加载,利用所述载荷传感器进行测量。

在优选的实施方式中,所述步骤S20包括:

步骤S21,在各个所述支撑筒模型均未与所述导向槽体模型抵接的情况下,利用所述加载系统进行加载,利用所述载荷传感器进行测量;

步骤S22,在至少一个所述支撑筒模型与所述导向槽体模型抵接的情况下,利用所述加载系统进行加载,利用所述载荷传感器进行测量。

本发明的特点及优点是:

本发明提供的海上采油平台中,一方面,导向槽体可以对隔水导管的在水平方向的位置进行限定;另一方面,隔水导管与导管架平台之间通过导向槽体与支撑筒连接,隔水导管可以对导管架施加向上的支撑力,从而实现将导管架平台的载荷转移给隔水导管。隔水导管自身具备承载能力,通过载荷转移的方式,由隔水导管作为导管架平台的持力结构,可以有效提高导管架平台的承载能力。

在已建导管架平台中,部分隔水导管具有富裕的承载能力,将这部分隔水导管作为导管架平台的持力结构,可以提高已建导管架平台的承载能力,为导管架平台的充分利用提供了保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的导管架平台载荷转移的实验系统的结构示意图;

图2为本发明提供的导管架平台载荷转移的实验系统的正视图;

图3为图1所示的导管架平台载荷转移的实验系统中的加载框架的结构示意图;

图4为图1所示的导管架平台载荷转移的实验系统中的导管架平台模型与隔水导管模型的配合示意图;

图5为图4的正视图;

图6为图1所示的导管架平台载荷转移的实验系统中的导管架平台模型的结构示意图;

图7为图5(省去了隔水导管模型)的A-A向的剖视图;

图8为图1所示的导管架平台载荷转移的实验系统中的导管架平台模型、隔水导管模型与加载框架的连接示意图;

图9为图8中的B处的局部放大图;

图10为图8中的C处的局部放大图;

图11为图1所示的导管架平台载荷转移的实验系统中的导管架平台模型、隔水导管模型与传导框体的配合示意图;

图12为本发明提供的海上采油平台的结构示意图;

图13为图12的正视图;

图14为图12所示的海上采油平台中的导管架的结构示意图;

图15为图13(省去了隔水导管)的D-D向的剖视图;

图16为图12所示的海上采油平台中的导管架与隔水导管的连接示意图;

图17为图16中的E处的局部放大图;

图18为图16中的F处的局部放大图;

图19为本发明提供的导管架平台载荷转移的实验方法的示意图。

附图标号说明:

10、导管架平台模型;11、模型桩腿;12、模型顶部横梁;

20、隔水导管模型;30、导向槽体模型;

41、支撑筒模型;42、限位筒模型;43、凸台模型;44、斜撑杆模型;45、连接杆模型;

500、加载系统;600、计算机;

50、加载框架;51、加载框架顶梁;52、加载框架底梁;53、加载框架竖梁;54、底板;55、传导框体;551、底座板;56、弹性结构;

60、液压千斤顶;61、液压泵;

70、载荷传感器;71、数据采集模块;

10A、导管架平台;101A、导管安装区;102A、配套区;11A、桩腿;12A、顶部横梁;

20A、隔水导管;30A、导向槽体;

41A、支撑筒;42A、限位筒;43A、凸台;44A、斜撑杆;45A、连接杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明提供了一种海上采油平台,如图12和图13所示,该海上采油平台包括:导管架平台10A和隔水导管20A,导管架平台10A上设有导向槽体30A,隔水导管20A穿设于导向槽体30A内;隔水导管20A连接有支撑筒41A,导向槽体30A与支撑筒41A抵接,支撑筒41A能对导向槽体30A施加向上的支撑力。

该海上采油平台中,一方面,导向槽体30A可以对隔水导管20A的在水平方向的位置进行限定;另一方面,隔水导管20A与导管架平台10A之间通过导向槽体30A与支撑筒41A连接,隔水导管20A可以对导管架平台10A施加向上的支撑力,从而实现将导管架平台10A的载荷转移给隔水导管20A。隔水导管20A自身具备承载能力,通过载荷转移的方式,由隔水导管20A作为导管架平台10A的持力结构,可以有效提高导管架平台10A的承载能力。

在已建导管架平台10A中,部分隔水导管20A具有富裕的承载能力,将这部分隔水导管20A作为导管架平台10A的持力结构,可以提高已建导管架平台10A的承载能力,便于增加井口数量和设备数量、以及设备的大型化,为导管架平台10A的充分利用提供了保障。

导管架平台10A具有沿水平方向间隔分布的导管安装区101A和配套区102A,隔水导管20A布置于导管安装区101A。导管架平台10A可以为图14所示的六腿导管架平台,导管架平台10A具有6条桩腿11A,导管架平台10A的顶面呈矩形,6条桩腿11A分布于该矩形的4个角和两条对边的中点。

如图16~图18所示,支撑筒41A的顶面与导向槽体30A的底面抵接,两者之间具有较大的接触面积,便于为导向槽体30A提供更稳定的支撑。支撑筒41A的结构、和支撑筒41A与隔水导管20A的连接结构不限于一种。在一实施方式中,支撑筒41A呈圆筒状,支撑筒41A螺纹连接于隔水导管20A的外壁,转动支撑筒41A,可以使支撑筒41A上移至与导向槽体30A抵接。在另一实施方式中,支撑筒41A包括第一半圆筒和第二半圆筒,第一半圆筒和第二半圆筒能分别从两侧贴设至隔水导管20A的外壁,并且第一半圆筒和第二半圆筒能拼合成圆筒状,这样,便于在隔水导管20A与导管架平台10A已安装到一起的情况下,在隔水导管20A上加装支撑筒41A;在该实施方式中,第一半圆筒与第二半圆筒之间可以通过螺栓紧固或者焊接的方式连接,支撑筒41A与隔水导管20A之间可以在螺栓紧固的作用下固定到一起,也可以采用焊接的方式连接。

为了方便将隔水导管20A穿设至导向槽体30A中,隔水导管20A的外壁与导向槽体30A的内壁之间通常设有间隙。在本发明的一实施方式中,支撑筒41A连接有限位筒42A,限位筒42A的内壁与隔水导管20A的外壁配合,限位筒42A的外壁与导向槽体30A的内壁配合,使隔水导管20A与导管架平台10A连接得更加稳定。优选地,支撑筒41A与限位筒42A为一体结构。具体地,限位筒42A可以呈圆筒状,也可以由多个半圆筒体拼接组成。

进一步地,隔水导管20A连接有凸台43A,凸台43A设于支撑筒41A的下方,凸台43A能对支撑筒41A进行支撑,使支撑筒41A在隔水导管20A上的位置更加稳定,以更稳定地对导管架平台10A进行支撑,有利于有效地将导管架平台10A的载荷转移给隔水导管20A。具体地,凸台43A可以呈圆筒状,也可以由多个半圆筒体拼接组成。

如图12和图16所示,导管架平台10A沿竖直方向间隔设有多个导向槽体30A,一根隔水导管20A穿设于沿竖直方向间隔分布的多个导向槽体30A内。在一实施方式中,导向槽体30A沿竖直方向分布有3层,有利于对隔水导管20A的在水平方向的位置进行更稳定的限定。

导向槽体30A与导管架平台10A的连接结构不限于一种。如图16和图18所示,导管架平台10A设有连接杆45A,导向槽体30A连接于连接杆45A的端部。为了有利于传递竖直方向的载荷,如图16和图17所示,至少一个导向槽体30A连接有斜撑杆44A,斜撑杆44A相对于竖直方向倾斜设置,斜撑杆44A的下端固接于导向槽体30A,斜撑杆44A的上端与导管架平台10A连接,通过斜撑杆44A,可以更稳定地将导管架平台10A的竖直方向的载荷传递至导向槽体30A,有利于载荷转移;进一步地,沿竖直方向分布的多层导向槽体30A中,顶层的导向槽体30A通过斜撑杆44A与导管架平台10A连接,更优选地,斜撑杆44A的上端与导管架平台10A的顶部横梁12A连接。如图12和图16所示,顶部横梁12A采用工字钢。

隔水导管20A的数量可以根据油藏特点来进行设置。如图12~图15所示,海上采油平台包括多个隔水导管20A,导管架平台10A上设有分别与各个隔水导管20A相配合的多个导向槽体30A;至少一个隔水导管20A上连接有能对导向槽体30A施加向上的支撑力的支撑筒41A,导管架平台10A能将载荷转移至连接有支撑筒41A的隔水导管20A。

如图12所示,海上采油平台包括多个隔水导管20A,并且,导向槽体30A沿竖直方向分布有多层,一个隔水导管20A与多个导向槽体30A配合,在该实施方式中,至少一个隔水导管20A连接有至少一个支撑筒41A,即至少一个导向槽体30A与支撑筒41A抵接,通过该与支撑筒41A抵接的导向槽体30A,可以进行导管架平台10A与隔水导管20A之间的载荷转移。

实施例二

导管架平台10A和隔水导管20A的结构比较复杂,在实际工况中,导管架平台10A的载荷分布情况、增加井口数量和设备数量的方式、以及井口和设备的改造方式存在差异,这些因素对上述载荷转移的效果会产生影响。目前,导管架平台10A的载荷转移有效性、载荷转移效率、载荷转移后的导管架平台10A与隔水导管20A的力学特性,还难以进行评估,影响了上述能进行载荷转移的海上采油平台的推广和应用。

为此,本发明提供了一种导管架平台载荷转移的实验系统,如图1和图2所示,该实验系统包括:导管架平台模型10、隔水导管模型20、加载系统500和多个载荷传感器70;导管架平台模型10上设有导向槽体模型30;隔水导管模型20穿设于导向槽体模型30内,隔水导管模型20连接有支撑筒模型41,导向槽体模型30与支撑筒模型41抵接,支撑筒模型41能对导向槽体模型30施加向上的支撑力;加载系统500包括加载框架50和液压千斤顶60,导管架平台模型10的下端和隔水导管20A的下端均与加载框架50抵接;液压千斤顶60的上端与加载框架50连接,液压千斤顶60的下端与导管架平台模型10抵接,液压千斤顶60能对导管架平台模型10施加向下的压力;导管架平台模型10的下端与加载框架50之间设有载荷传感器70。

该实验系统中,通过导管架平台模型10和隔水导管模型20,对导管架平台10A和隔水导管20A进行模拟,同时,通过导向槽体模型30和支撑筒模型41,导管架平台模型10可以将竖直方向的载荷转移至隔水导管模型20,以模拟导管架平台10A与隔水导管20A之间载荷转移的结构。液压千斤顶60伸出时,可以对导管架平台模型10施加向下的纵向载荷,同时,载荷传感器70可以对导管架平台模型10的下端的受力进行测量,通过比较液压千斤顶60施加的载荷大小和导管架平台模型10的下端的受力大小,可以对载荷转移的有效性进行评估,便于将上述载荷转移的结构应用于海上采油平台。

如图1所示,该实验系统包括液压泵61和计算机600,液压泵61与液压千斤顶60连接,通过液压泵61供油,来驱使液压千斤顶60伸出;计算机600与液压泵61连接,以控制液压泵61的运行,从而控制液压千斤顶60的伸缩运动和液压千斤顶60所施加的载荷大小。为了便于采集载荷传感器70的测量值,该实验系统包括数据采集模块71,载荷传感器70通过数据采集模块71与计算机600连接。

该实验系统采用缩尺模型,导管架平台模型10、隔水导管模型20、导向槽体模型30和支撑筒模型41均按照等比例缩小。导管架平台模型10可以采用工字钢和钢管焊接的方式制作,隔水导管模型20可以采用钢管制作。导管架平台模型10可以具有多个模型桩腿11,各个模型桩腿11的下端分别设有载荷传感器70。如图4~图7所示,导管架平台模型10可以模拟六腿导管架平台10A,导管架平台模型10包括6个模型桩腿11。

加载框架50可以为工字钢焊接结构件。如图3所示,加载框架50包括加载框架顶梁51、加载框架底梁52和加载框架竖梁53,加载框架顶梁51、加载框架底梁52和加载框架竖梁53组成整体呈长方体的框体结构。该加载框架50优选地能够承受180t~220t的竖直方向的荷载。加载框架底梁52上可以连接有用于承接模型桩腿11或者隔水导管模型20的底板54。

如图1所示,导管架平台模型10的顶面呈矩形,该实验系统包括多个液压千斤顶60,多个液压千斤顶60呈矩形分布于导管架平台模型10的顶面。进一步地,如图1和图11所示,导管架平台模型10的顶部连接有传导框体55,液压千斤顶60的下端与传导框体55抵接,通过传导框体55,可以将液压千斤顶60施加的载荷更均匀分布于导管架平台模型10的顶面;具体地,传导框体55可以呈矩形,传导框体55的下端可以与导管架平台模型10中桩脚的顶部固接到一起。优选地,传导框体55的顶面设有用于承接液压千斤顶60的底座板551。

进一步地,隔水导管模型20的下端与加载框架50之间设有载荷传感器70,以便于测量采用载荷转移结构后隔水导管模型20的力学特性,以更好地对导管架平台载荷转移的有效性、载荷转移效率、载荷转移后的导管架平台10A与隔水导管20A的力学特性进行评估,对上述实施了载荷转移的海上采油平台的安全性评价提供数据支撑。

如图4~图6所示,导管架平台模型10沿竖直方向间隔设有多个导向槽体模型30,一根隔水导管模型20穿设于沿竖直方向间隔分布的多个导向槽体模型30内。在一实施方式中,导向槽体模型30沿竖直方向分布有3层。

隔水导管模型20的数量可以根据所要模拟的海上采油平台的结构来进行设置。如图4所示,该实验系统包括多个隔水导管模型20,导管架平台模型10上设有分别与各个隔水导管模型20相配合的多个导向槽体模型30;至少一个隔水导管模型20上连接有能对导向槽体模型30施加向上的支撑力的支撑筒模型41,导管架平台模型10能将载荷转移至连接有支撑筒模型41的隔水导管模型20。

如图4所示,该实验系统包括多个隔水导管模型20,并且,导向槽体模型30沿竖直方向分布有多层,一个隔水导管模型20与多个导向槽体模型30配合,在该实施方式中,至少一个隔水导管模型20连接有至少一个支撑筒模型41,即至少一个导向槽体模型30可实现与支撑筒模型41抵接。

导向槽体模型30与导管架平台模型10的连接结构不限于一种。如图4、图8和图10所示,导管架平台10A设有连接杆模型45,导向槽体模型30连接于连接杆模型45的端部。为了有利于传递竖直方向的载荷,如图8和图9所示,至少一个导向槽体模型30连接有斜撑杆模型44,斜撑杆模型44相对于竖直方向倾斜设置,斜撑杆模型44的下端固接于导向槽体模型30,斜撑杆模型44的上端与导管架平台模型10连接,通过斜撑杆模型44,可以更稳定地将导管架平台模型10的竖直方向的载荷传递至导向槽体模型30;进一步地,沿竖直方向分布的多层导向槽体模型30中,顶层的导向槽体模型30通过斜撑杆模型44与导管架平台模型10连接,更优选地,斜撑杆模型44的上端与导管架平台模型10的模型顶部横梁12连接。如图4和图9所示,模型顶部横梁12采用工字钢。

在本发明的一实施方式中,支撑筒模型41可活动地与隔水导管模型20连接,支撑筒41A能活动至与导向槽体模型30抵接或者至偏离导向槽体模型30。当支撑筒模型41活动至与导向槽体模型30抵接时,导管架平台模型10可通过该支撑筒模型41和导向槽体模型30向隔水导管模型20转移载荷;当支撑筒模型41活动至偏离导向槽体模型30时,则该支撑筒模型41不能在导管架平台模型10与隔水导管模型20之间传递载荷。通过调整支撑筒模型41的位置,可以实现调整导管架平台模型10与隔水导管模型20的连接状态,图1所示的实验系统中,包括多个导向槽体模型30和多个支撑筒模型41,通过分别调整各个支撑筒模型41的位置,可以使导管架平台模型10与隔水导管模型20之间实现以多种连接方式连接,使该实验系统可以对导管架平台模型10与隔水导管模型20之间的多种连接方式进行模拟,便于通过实验测试,了解在导管架平台模型10的不同位置进行载荷转移时,载荷转移的效果的差异。

进一步地,支撑筒模型41的结构、和支撑筒模型41与隔水导管模型20的连接结构不限于一种。在一实施方式中,支撑筒模型41呈圆筒状,支撑筒模型41螺纹连接于隔水导管模型20的外壁,转动支撑筒模型41,可以使支撑筒模型41在隔水导管模型20上上下移动。在另一实施方式中,支撑筒模型41包括第一半圆筒模型和第二半圆筒模型,第一半圆筒模型和第二半圆筒模型能分别从两侧贴设至隔水导管模型20的外壁,并且第一半圆筒模型和第二半圆筒模型能拼合成圆筒状,这样,便于支撑筒模型41与隔水导管模型20之间的拆卸和安装,实现支撑筒模型41能活动至与导向槽体模型30抵接或者至偏离导向槽体模型30;在该实施方式中,第一半圆筒模型与第二半圆筒模型之间可以通过螺栓紧固或者焊接的方式连接,支撑筒模型41与隔水导管模型20之间可以在螺栓紧固的作用下固定到一起,也可以采用焊接的方式连接。

隔水导管模型20的外壁与导向槽体模型30的内壁之间通常设有间隙。在本发明的一实施方式中,如图8~图10所示,支撑筒模型41连接有限位筒模型42模型,限位筒模型42模型的内壁与隔水导管模型20的外壁配合,限位筒模型42模型的外壁与导向槽体模型30的内壁配合,使隔水导管模型20与导管架平台模型10连接得更加稳定。限位筒模型42模型与隔水导管模型20之间可以采用可活动的方式连接,例如限位筒模型42模型螺纹连接于隔水导管模型20外。优选地,支撑筒模型41与限位筒模型42模型为一体结构。具体地,限位筒模型42模型可以呈圆筒状,也可以由多个半圆筒体拼接组成。

进一步地,隔水导管模型20连接有凸台模型43,凸台模型43设于支撑筒模型41的下方,凸台模型43能对支撑筒模型41进行支撑,使支撑筒模型41在隔水导管模型20上的位置更加稳定,以更稳定地对导管架平台模型10进行支撑。凸台模型43与隔水导管模型20之间可以采用可活动的方式连接,例如凸台模型43螺纹连接于隔水导管模型20外。具体地,凸台模型43可以呈圆筒状,也可以由多个半圆筒体拼接组成。

在本发明的一实施方式中,如图1和图8所示,导管架平台模型10的下端与载荷传感器70之间设有弹性结构56,通过该弹性结构56,模拟土壤对导管架平台10A的桩腿11A的支撑作用,以更准确地模拟海上采油平台的实际工况。

在本发明的一实施方式中,隔水导管模型20的下端与载荷传感器70之间设有弹性结构56,通过该弹性结构56,模拟土壤对隔水导管20A的支撑作用,以更准确地模拟海上采油平台的实际工况。

进一步地,导管架平台模型10的下端与载荷传感器70之间、和隔水导管模型20的下端与载荷传感器70之间均设有弹性结构56;优选地,导管架平台模型10的下端与载荷传感器70之间的弹性结构56、和隔水导管模型20的下端与载荷传感器70之间的弹性结构56均相同。

具体地,上述弹性结构56可以为弹簧或者弹性气囊,通过调整弹性结构56的弹性强度,可以模拟不同的土壤状况。

实施例三

本发明提供了一种导管架平台载荷转移的实验方法,采用上述的导管架平台载荷转移的实验系统,如图19所示,该实验方法包括:

步骤S10,安装导管架平台载荷转移的实验系统;

步骤S20,利用加载系统500进行加载,利用载荷传感器70进行测量。

步骤S20中,利用加载系统500进行加载包括按照设定的加载方式来进行加载。优选地,设定的加载方式为载荷阶梯递增,该加载方式包括载荷步长、压载步数、载荷稳定时间和载荷最大值,载荷步长是指载荷阶梯递增的递增幅值、压载步数是指载荷递增的次数,载荷稳定的时间是指载荷阶梯递增的过程中载荷稳定于一个阶梯值的时长,载荷最大值是指对导管架平台模型10所施加的载荷的最大值。

具体地,可将载荷最大值、载荷步长、压载步数、载荷稳定时间等预定参数输入计算机600中;计算机600根据输入的预定参数控制液压千斤顶60对导管架平台模型10施加载荷。优选地,液压千斤顶60与导管架平台模型10之间设有载荷传感器70,以便于测量导管架平台模型10实际接受的载荷的大小。

在本发明的一实施方式中,步骤S20包括:步骤S21,在各个支撑筒模型41均未与导向槽体模型30抵接的情况下,利用加载系统500进行加载,利用载荷传感器70进行测量;步骤S22,在至少一个支撑筒模型41与导向槽体模型30抵接的情况下,利用加载系统500进行加载,利用载荷传感器70进行测量。具体地,步骤S21中,在导管架平台模型10与隔水导管模型20之间未进行载荷转移时,对导管架平台模型10的承载情况进行测量;优选地可以包括对各个模型桩腿11的受力大小分别进行测量。步骤S22中,对导管架平台模型10与隔水导管模型20之间进行了载荷转移时,对导管架平台模型10和隔水导管模型20的承载情况进行测量,通过对比步骤S21的测量结构和步骤S22的测量结果,可以更准确地评价载荷转移的有效性。

进一步地,步骤S21中包括两种状况下的加载和测量:第一种状况,隔水导管模型20未装入导向槽体模型30内;第二种状况,隔水导管模型20已装入导向槽体模型30内。

以上所述仅为本发明的几个实施例,本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

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