一种用于海底冲刷的射流试验平台的制作方法

本实用新型涉及试验设备技术领域，特别是涉及一种用于海底冲刷的射流试验平台。

背景技术：

高压射流是现代理论研究中开采天然气水合物的一种具有较好前景的开采方法，其采用高压水发生装置将流体加压至数百个大气压以上，再通过喷射装置转换为高速的微细射流，其不需通过压力或温度传递使储层中的天然气水合物分解，对储层的传热、传压通道没有要求，因此渗透性要求低；同时高压射流不受天然气水合物分解导致温压条件变化，从而生成二次天然气水合物阻碍反应进行的影响。

授权公告号为cn208109793u，授权公告日为2018.11.16的中国实用新型专利公开了一种高压水射流破碎海底水合物沉积物的试验装置，该试验装置包括注入系统、可视试验仓系统、射流破碎系统、环压系统、回压系统及采集与计量系统，可视试验仓系统分别与注入系统、射流破碎系统、环压系统、回压系统及采集与计量系统连接。上述的试验装置可以模拟海底天然气水合物储层的真实围压、轴压条件及淹没环境，提高了试验结果的准确性。

上述的高压水射流破碎海底水合物沉积物的试验装置在使用时，射流冲破系统的射流喷嘴可以在升降机构上移动，以改变射流喷嘴与水底的距离。但是在采用高压射流开采天然气化合物时，除了对海底的天然气水合物进行击碎作业，还需要利用射流喷嘴在海底进行冲沟作业，而上述的试验装置中射流喷嘴的移动方向受限，无法模拟海底冲沟作业。

技术实现要素：

本实用新型的目的是：提供一种用于海底冲刷的射流试验平台，以解决现有技术中的试验装置无法模拟海底冲沟作业的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于海底冲刷的射流试验平台，包括机架和设置在所述机架上的水柜，还包括布置在所述水柜的上方的射流喷嘴，所述机架上于所述水柜的上方还设置有水平延伸的导轨，所述导轨上导向装配有喷嘴座，所述射流喷嘴活动布置在所述喷嘴座上以调整射流喷嘴的喷射方向。

优选地，所述导轨为横截面呈t形的滑轨，所述喷嘴座包括与所述滑轨适配的滑块，所述喷嘴座滑动装配在所述滑轨上，所述机架上还设置有驱动所述喷嘴座移动的驱动机构。

优选地，所述驱动机构包括布置在所述滑轨端部的驱动电机和连接所述驱动电机与滑块的同步带，驱动电机上设置有与所述同步带配合的同步轮，所述滑块上设置有与所述同步带配合的传动板，传动板上设置有与所述同步带啮合的啮合齿。

优选地，所述滑轨的两端还分别设置有行程开关，所述行程开关与所述驱动电机信号连接以控制驱动电机的启停。

优选地，所述喷嘴座包括垂直于所述导轨的固定杆，所述固定杆上活动套装有用于安装所述射流喷嘴的安装架。

优选地，所述安装架包括用于套装在所述固定杆上的安装环和固定在所述安装环上的安装板，安装板用于安装所述射流喷嘴，所述安装环上开设有沿其径向延伸的开口槽，安装环上于所述开口槽处设置有紧固螺栓。

优选地，所述水柜包括储水柜和与所述储水柜并行布置的排水柜，所述射流喷嘴布置在所述储水柜的上方，所述储水柜上还设置有与所述排水柜连通的溢流口。

优选地，所述水柜还包括布置在所述储水柜背离所述排水柜一侧的进水柜，所述进水柜上设置有与所述储水柜连通的进水管。

优选地，所述进水管的内径沿所述进水柜至所述储水柜的方向逐渐减小。

优选地，所述机架上还设置有立柱，所述立柱上设置有高度可调的升降座，所述进水柜装配在所述升降座上。

本实用新型实施例一种用于海底冲刷的射流试验平台与现有技术相比，其有益效果在于，射流喷嘴通过喷嘴座导向装配在导轨上，射流喷嘴在导轨上移动的过程中可模拟海底冲沟作业；同时射流喷嘴活动布置在喷嘴座，根据喷水方向的需要可以调节并改变射流喷嘴的喷射方向，从而模拟不同工况下的喷射试验。

附图说明

图1是本实用新型的用于海底冲刷的射流试验平台的立体示意图；

图2是图1的用于海底冲刷的射流试验平台另一角度的立体示意图；

图3是图1的用于海底冲刷的射流试验平台的局部结构示意图；

图4是图3的用于海底冲刷的射流试验平台的喷嘴座的结构示意图。

图中，1、机架；11、万向轮；12、立柱；13、升降座；14、横梁；15、导轨；16、行程开关；17、端部挡块；2、进水柜；21、进水管；3、储水柜；31、挡水板；4、排水柜；5、射流喷嘴；6、驱动电机；61、同步轮；62、同步带；7、喷嘴座；71、滑块；72、传动板；73、压板；74、行程板；75、连接板；76、固定杆；77、安装环；771、开口槽；78、安装板；8、电控箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的一种用于海底冲刷的射流试验平台的优选实施例，如图1至图4所示，该用于海底冲刷的射流试验平台包括机架1、水柜和射流喷嘴5，机架1整体为框架形结构，机架1的底部布置有万向轮11，该万向轮11为福马轮，利用福马轮可以移动该试验平台，同时也可以小范围的调整试验平台的高度。

机架1上装配有水柜，水柜用于存储模拟用水。水柜包括并列布置的进水柜2、储水柜3和排水柜4，进水柜2、储水柜3和排水柜4依次连通，进水柜2上布置有与储水柜3连通的进水管21，储水柜3上开设有与排水柜4连通的溢流口。进水管21为三角形的扁平管，扁平管的其中一边伸入至储水柜3内，扁平管的厚度沿进水柜2至储水柜3的方向逐渐减小，使得进水管21的内径沿进水柜2至储水柜3的方向逐渐减小，保证从而可以提高进水的流速，模拟海洋中流速不同的海底暗流情况。

在储水柜3上于进水管21的前侧还布置有挡水板31，挡水板31为折弯板，折弯板靠近进水管21侧的板面为底部远离进水管21的倾斜面。水流在由进水管21射出时先冲击到挡水板31上，在倾斜面的导向作用下，水流改变方向向下冲击至储水柜3的底部，挡水板31可以减小水流的水平速度，改变水流的方向，从而减小储水柜3的尺寸。

机架1上还布置有与进水柜2连通的进水泵和与排水柜4连通的排水泵(图中未显示)，模拟用水经过进水泵加压后流入进水柜2，经过进水管21进入储水柜3，在储水柜3内的水量超出限定时，模拟用水可通过溢流口自动流入排水柜4，并经过排水泵抽取排出。在机架1上布置进水柜2、储水柜3以及排水柜4，可以保证模拟用水始终保持在流动状态，从而模拟海洋中的洋流运动，避免现有的试验装置仅能模拟静水环境作业的问题。

机架1上还设置有立柱12，立柱12沿竖直方向延伸，立柱12上沿竖直方向开设有多个间隔布置的螺栓孔，进水柜2的一侧设置有升降座13，升降座13通过螺栓与立柱12固定连连接。通过改变升降座13螺栓连接的螺栓孔的高度，可以调节进水柜2的高度，从而保证进水柜2的高度可调。进水柜2在上下移动时，高度的改变可以改变水流落入储水柜3时的速度，从而模拟不同的洋流速度下的射流作业。

机架1还包括水平布置的横梁14，横梁14的两端与立柱12固定连接。横梁14上固定有导轨15，导轨15沿水平方向延伸，导轨15布置在储水柜3的上方，导轨15的延伸方向与进水柜2、储水柜3、排水柜4的排布方向相同。导轨15上导向装配有喷嘴座7，射流喷嘴5固定在喷嘴座7上，喷嘴座7在导轨15上移动时同时带动射流喷嘴5沿导轨15的延伸方向移动，从而模拟海底冲沟作业。

导轨15为横截面呈t形的滑轨，喷嘴座7包括与滑轨滑动配合的滑块71，喷嘴座7通过滑块71滑动装配在滑轨上。机架1上于横梁14的一端还布置有驱动电机6，驱动电机6的输出轴上以及横梁14远离驱动电机6的一端分别安装有同步轮61，两个同步轮61之间连接有同步带62，同步带62的内侧设置有传动齿。喷嘴座7的滑块71上固定布置有传动板72，传动板72上设置有与同步带62的传动齿啮合的啮合齿，滑块71上还布置有与传动板72平行且间隔布置的压板73，压板73可以限制同步带62的轨迹，保证同步带62的传动齿与传动板72的啮合齿接触。驱动电机6通过同步带62与传动板72的配合带动喷嘴座7在滑轨上移动，驱动电机6、同步带62、传动板72和同步轮61形成驱动喷嘴座7移动的驱动机构。

滑轨的两端还分别设置有行程开关16，行程开关16与驱动电机6信号连接，行程开关16可以控制驱动电机6的启停，从而限制喷嘴座7的移动行程，避免喷嘴座7超出行程而对该试验平台造成损伤。滑轨的两端还分别安装有端部挡块17，喷嘴座7的滑块71上布置有用于与端部挡块17挡止配合的行程板74，在行程开关16失效时，行程板74与端部挡块17挡止配合可以对喷嘴座7进行挡止，进一步保证喷嘴座7的行程。

喷嘴座7还包括与滑块71固定连接且沿竖直方向延伸的连接板75、布置在连接板75底部的固定杆76，连接板75与滑块71通过螺栓连接，连接板75的底部开设有用于安装固定杆76的安装孔，连接板75的底部设置有与安装孔连通的割缝，割缝处通过螺栓连接，固定杆76穿装在连接板75上。在装配固定杆76时，固定杆76可在连接板75内转动以调整方向。

喷嘴座7还包括套装在固定杆76上的安装架，射流喷嘴5与安装架固定连接，安装架可以在固定杆76上转动，以调整射流喷嘴5的喷射方向。该用于海底冲刷的射流试验平台包括多个射流喷嘴5，多个射流喷嘴5沿固定杆76的轴向间隔分布，每个射流喷嘴5分别安装在各自的安装架上，通过调节各个安装架的位置可以改变相邻两个安装架之间的间隔，从而调整各个射流喷嘴5的位置以及相邻两个射流喷嘴5之间的间隔，便于模拟各种工况下的喷射试验。

安装架包括安装环77和安装板78，安装环77套装在安装架上，安装环77上开设有与其内控连接的开口槽771，开口槽771沿安装环77的径向延伸，安装环77上于开口槽771处设置有紧固螺栓，开口槽771可以增加安装环77的弹性，便于安装环77套装在固定杆76上。安装板78通过螺栓固定在安装环77上，射流喷嘴5固定在安装板78上。在固定安装环77时，可以旋转安装环77以改变安装环77的安装角度，从而单独调整各个射流喷嘴5的喷射方向，在一次试验中即可模拟不同工况的喷射试验。

机架1上还布置有电控箱8，电控箱8上布置有控制按钮，控制按钮用于控制驱动电机6的启停。电控箱8还与进水泵以及抽水泵控制连接，以控制进水泵、抽水泵的动作。

综上，本实用新型实施例提供一种用于海底冲刷的射流试验平台，其射流喷嘴通过喷嘴座导向装配在导轨上，射流喷嘴在导轨上移动的过程中可模拟海底冲沟作业；同时射流喷嘴活动布置在喷嘴座，根据喷水方向的需要可以调节并改变射流喷嘴的喷射方向，从而模拟不同工况下的喷射试验。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。