水下連接器外載荷的加載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及外載荷加載裝置，尤其涉及一種用于進(jìn)行拉力、壓力、彎矩和扭矩四種不同類型試驗的水下連接器外載荷的加載裝置。屬于海洋石油工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]人類自進(jìn)入工業(yè)社會以來，對以石油為代表能源的需求就在不斷地增加。尤其是進(jìn)入二十一世紀(jì)后，人類對能源需求更是飛速增加。然而，石油作為一種不可再生資源，隨著不斷的消耗陸地上有限的石油資源，已不能滿足人類日益增長的需求。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測，全球陸地上的石油資源大概還可以開采30至80年，人類已進(jìn)入了一個所謂的“后石油時代”。因此，以石油為代表的能源供應(yīng)，已成為制約當(dāng)今社會發(fā)展的一個重要因素。而占地球總面積70%以上的海洋，其蘊藏著豐富的各類礦產(chǎn)資源。以海洋油、氣資源為代表的海洋礦產(chǎn)資源進(jìn)入了人們的視線。因此，海洋油、氣資源的勘探開發(fā)，已經(jīng)成為世界各工業(yè)國關(guān)注的重點和焦點，當(dāng)前，全球二百多個國家和地區(qū)中已有近半數(shù)的國家在進(jìn)行海洋資源的勘探和開發(fā)。
[0003]目前，海洋油、氣的開發(fā)正由淺海海域向深海延伸，并從300m以下的深水向3000m以下的超深水發(fā)展，世界深海油、氣田的鉆采水深紀(jì)錄不斷刷新，2010年達(dá)到了水下2953m0
[0004]現(xiàn)全球海洋裝備制造商主要集中在美國、新加坡、歐洲、韓國等國，他們大多以研發(fā)、建造深水、超深水高技術(shù)裝備為核心，壟斷著海洋工程裝備市場上的裝備開發(fā)、設(shè)計、工程承包以及相關(guān)關(guān)鍵配套設(shè)備的供貨。相比之下，我國的海洋工程裝備還處在比較低端的技術(shù)水平。海洋資源的開發(fā)是我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，海洋油、氣的開發(fā)是我國能源開發(fā)的迫切需要，因此，我國的海洋工程裝備發(fā)展就顯得尤為重要。其中，油、氣運輸管道是深海油、氣資源開發(fā)的關(guān)鍵設(shè)備之一，而深水管道的連接技術(shù)又是深海油、氣開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)的一部分。
[0005]目前，深水管道的連接主要以機(jī)械連接為主，同時，也是未來發(fā)展的趨勢。但是，對于管道連接主要掌握在國外少數(shù)幾家大的公司手里。而我國要想進(jìn)行深海開發(fā)，如果僅僅依靠國外的技術(shù)和裝備，不但施工費用昂貴，而且，工期要由國外的大公司掌握，難以保證要求。因此，要打破這種局面，我們必須進(jìn)行自主創(chuàng)新，研制出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的管道連接技術(shù)。而對于海底管道連接的好壞，通常是在陸地上通過專用的測試裝置檢驗來完成，因此，對于水下連接器承載能力的測試，對我國海洋深水工程裝備的發(fā)展具有重要意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點，而提供一種水下連接器外載荷的加載裝置，其通過對水下連接器施加拉力、壓力、彎矩和扭矩四種不同類型外載荷，不僅能夠為水下連接器在海底管道之間的連接提供了對外載荷的承載能力的測試；而且，大大降低水下連接器的測試周期及測試成本，為海底管道的連接提供了技術(shù)保障。
[0007]本實用新型的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0008]—種水下連接器外載荷的加載裝置，其特征在于:包括:一側(cè)壁，安裝在側(cè)壁底部的底座，其中，側(cè)壁、底座上分別安裝有數(shù)組齒輪齒條調(diào)整裝置，安裝在側(cè)壁上的齒輪齒條調(diào)整裝置上水平安裝有數(shù)組液壓缸，該液壓缸的底端與一拉壓傳感器連接，用于對水下連接器進(jìn)行外載荷加載；液壓缸的頂端設(shè)有載荷連接板，該液壓缸與載荷連接板連接，用以對水下連接器進(jìn)行扭矩加載；安裝在底座上的齒輪調(diào)整裝置上豎直安裝有一組液壓缸，載合連接板的底面安裝有一用以將水下連接器與載合連接板連接為一體的上法蘭；載荷連接板底面上安裝有數(shù)個絲杠調(diào)整裝置。
[0009]所述齒輪齒條調(diào)整裝置包括:第一導(dǎo)軌、安裝在第一導(dǎo)軌兩側(cè)的齒條、配合安裝在第一導(dǎo)軌、齒條上的齒輪滑塊、安裝在齒輪滑塊一側(cè)的齒輪傳動裝置、依次安裝在齒輪滑塊中的拉壓傳感器、液壓缸，其中，導(dǎo)軌為陰T形槽，齒輪滑塊底部為與導(dǎo)軌配合的陽T形槽，齒輪滑塊與導(dǎo)軌的T形面配合，使齒輪滑塊能夠在在第一導(dǎo)軌上滑動，還能承受大載荷；拉壓傳感器用以對液壓缸的作用力進(jìn)行測量和反饋；齒輪傳動裝置用以帶動齒輪旋轉(zhuǎn)。
[0010]所述底座上安裝有一用以與水下連接器連接的下法蘭。
[0011]所述絲杠調(diào)整裝置包括:裝在載荷連接板底面上的第二導(dǎo)軌、安裝在導(dǎo)軌內(nèi)的絲杠、配合安裝在絲杠上的絲杠滑塊，其中，導(dǎo)軌為陰T形槽，絲杠安裝在陰T形槽內(nèi)；絲杠滑塊上設(shè)有陽T型槽，陽T型槽上設(shè)有與絲杠配合安裝的傳動螺紋孔；絲杠的一端安裝有手輪，通過旋轉(zhuǎn)手輪帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，從而，調(diào)節(jié)絲杠滑塊在導(dǎo)軌上的位置。
[0012]所述齒輪傳動裝置設(shè)有:一液壓馬達(dá)，該液壓馬達(dá)的輸出軸與一渦輪蝸桿減速器相連；該禍輪蝸桿減速器的輸出端與第一齒輪軸的一側(cè)軸端連接，第一齒輪通過第一滑動軸承安裝在第一齒輪架上，第一齒輪軸的另一側(cè)軸端與一聯(lián)軸器的一端連接，該聯(lián)軸器的另一端安裝有第二齒輪，第二齒輪通過第二滑動軸承安裝在第二齒輪架上；第一、第二齒輪架分別安裝在齒輪減速機(jī)構(gòu)架上；齒輪加速機(jī)構(gòu)架安裝在齒輪滑塊上；工作時，液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速通過渦輪蝸桿減速器和聯(lián)軸器傳遞給第一、第二齒輪，使兩個齒輪同步運動，進(jìn)而驅(qū)動齒輪滑塊在第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌上運動。
[0013]所述側(cè)壁為豎直設(shè)置，底座為水平放置。
[0014]所述載合連接板為水平設(shè)置，載合連接板的一端安裝在側(cè)壁上；載合連接板上安裝有一彎矩板，液壓缸的耳環(huán)通過一彎矩板載合連接板連接；載合連接板的邊緣安裝有護(hù)欄。
[0015]本實用新型的有益效果:本實用新型由于采用上述技術(shù)方案，其通過對水下連接器施加拉力、壓力、彎矩和扭矩四種不同類型外載荷，不僅能夠為水下連接器在海底管道之間的連接提供了對外載荷的承載能力的測試；而且，大大降低水下連接器的測試周期及測試成本，為海底管道的連接提供了技術(shù)保障。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)立體示意圖。
[0017]圖2為本實用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本實用新型結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。
[0019]圖4為本實用新型的齒輪齒條調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5為本實用新型的絲杠調(diào)整裝置示意圖。
[0021]圖6為本實用新型的齒輪減速部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7為本實用新型的工作原理示意圖。
[0023]圖中主要標(biāo)號說明:
[0024]1.底座、2.側(cè)壁、3.齒輪齒條調(diào)整裝置、301.第一組齒輪齒條調(diào)整裝置、302、第二組齒輪齒條調(diào)整裝置、303.第三組齒輪齒條調(diào)整裝置、4.液壓缸、401.第一組液壓缸、402第二組液壓缸、403、第三組液壓缸、5.彎矩板、6.載合連接板、7.護(hù)欄、8.絲杠調(diào)整裝置、9.上法蘭、10.連接管、11.水下連接器、12.下法蘭、13.第一導(dǎo)軌、131.第二導(dǎo)軌、14.齒條、15.齒輪滑塊、16.拉壓傳感器、17.齒輪傳動裝置、18.絲杠滑塊、19.絲杠、20.絲杠手輪、21.液壓馬達(dá)、22.聯(lián)軸器、23.齒輪、24.齒輪架、25.齒輪減速機(jī)構(gòu)架、26.渦輪蝸桿減速器、27.拉力或壓力、28.扭矩、29.彎矩。
【具體實施方式】
[0025]如圖1，圖2，圖3所示，本實用新型包括:側(cè)壁2，采用定位銷定位和螺栓組連接方式安裝在側(cè)壁2底部的底座1，其中，側(cè)壁2、底座1上分別安裝有相同結(jié)構(gòu)的數(shù)組齒輪齒條調(diào)整裝置3，即:第一組齒輪齒條調(diào)整裝置301、第二組齒輪齒條調(diào)整裝置302，第三組齒輪齒條調(diào)整裝置303，其中，側(cè)壁2上相對安裝有兩組，即:第二組齒輪齒條調(diào)整裝置302和第三組齒輪齒條調(diào)整裝置303 ;而第一組齒輪齒條調(diào)整裝置301則安裝在底座1上；
[0026]第二組、三齒輪齒條調(diào)整裝置(302，303)上水平安裝有數(shù)個液壓缸4，液壓缸4為二組，其中，第二組液壓缸(402、403)(本實施例第二、三組液壓缸402，403分別為二個)，以其中一例說明:第二組液壓缸402的底端通過法蘭與拉壓傳感器16連接，并由螺栓組緊固，用于對水下連接器11進(jìn)行外載荷加載；第二組液壓缸402的頂端設(shè)有載荷連接板6，第二組液壓缸402與載荷連接板6連接，并由定位銷定位；其作用是:與第二組中的兩只液壓缸402和載合連接板6配合作用對水下連接器11進(jìn)行扭矩加載；底座1上安裝有一組齒輪調(diào)整裝置301，齒輪調(diào)整裝置301上豎直安裝有一組液壓缸4，載合連接板6的底面中心處，采用螺栓連接方式安裝有上法蘭9，上法蘭9通過連接板10將水下連接器11與載合連接板6連接為一體。其中，連接板10的上端通過螺栓組連接，下端通過焊接方式與水下連接器連接11。水下連接器11