模拟深水钻井水下套管柱与海底浅部软土相互作用的室内实验装置

摘要

本发明公开了一种模拟深水钻井水下套管柱与海底浅部软土相互作用的室内实验装置，包括空心桶形物(1)、底部夹持装置(2)、变截面套管柱组合(3)、数据采集系统(15)；所述空心桶形物(1)底部设置底部夹持装置(2)，用以夹持固定实验用变截面套管柱组合(3)底端；数据采集系统(15)与循环加载装置(9)的力传感器(12)、管柱顶部加速度传感器(10)和可伸缩式位移传感器(11)、变截面套管柱组合(3)管壁附着的应变片(6)、变截面套管柱组合(3)周围埋置的土压力计相连，用以实时采集实验数据。可以完成深水钻井作业不同工况下水下套管柱与海底浅部软土在横向循环荷载作用下的相互作用机理的室内实验研究，实验结果可以为我国深水钻井作业提供支持，带来显著的经济效益。

主权项

一种模拟深水钻井水下套管柱与海底浅部软土相互作用的室内实验装置，其特征在于，包括空心桶形物(1)、底部夹持装置(2)、变截面套管柱组合(3)、数据采集系统(15)；所述空心桶形物(1)底部设置底部夹持装置(2)，用以夹持固定实验用变截面套管柱组合(3)底端；所述空心桶形物(1)下部侧面开有直径5cm的排水孔(4)和密封活动门(5)，排水孔(4)用以实验完毕后的排水，密封活动门(5)用以实验完毕后土样的清除；空心桶形物(1)内部空间用于填装实验用土样(14)，土样(14)上方覆盖实验用水，用以模拟海底浅部被水浸泡的软土地基情况；变截面套管柱组合(3)顶部以丝扣的形式旋入其上部重物(8)；沿变截面套管柱组合(3)轴向方向不同位置贴成对的应变片(6)，在变截面套管柱组合(3)周围的实验土样(14)中不同深度埋置土压力计，以便测量不同情况下变截面套管柱组合(3)的应变及管土界面的接触压力；作用于变截面套管柱组合(3)顶部竖向力用重物(8)进行静态加载模拟，横向力采用双向循环加载装置(9)加载，变截面套管柱组合(3)顶部安装有加速度传感器(10)，用以测量变截面套管柱组合(3)顶部在水平横向循环荷载作用下的横向加速度；在变截面套管柱组合(3)顶部左右两端连接有可伸缩式位移传感器(11)，用以测量管柱顶部在水平横向循环荷载作用下的位移；数据采集系统(15)与循环加载装置(9)的力传感器(12)、管柱顶部加速度传感器(10)和可伸缩式位移传感器(11)、变截面套管柱组合(3)管壁附着的应变片(6)、变截面套管柱组合(3)周围埋置的土压力计相连，用以实时采集实验数据。