技术特征：
1.一种深海无隔水管管柱系统动力响应试验装置，其特征在于，该装置包括：顶张力调节装置，安装于深海无隔水管管柱系统顶部，用于调节、测量深海无隔水管管柱系统圆柱模型端部的受力情况；多功能位移角度调节装置，用于对顶张力调节装置、无隔水管管柱系统进行顶张力调节；悬挂固定装置，用于间距及角度变换后的无隔水管管柱系统及顶张力调节装置的固定；无隔水管管柱系统，包括旋转钻柱（12）与回收管线（6），通过调节旋转钻柱（12）与回收管线（6）之间的距离、夹角、钻柱转速模拟不同工况下管道的干涉响应与动力特性。2.根据权利要求1所述的深海无隔水管管柱系统动力响应试验装置，其特征在于，所述顶张力调节装置包括：钢丝导引绳（1）、导力方板（2）、多个张力调节盘（15）、定滑轮（16）及顶张力数值显示装置；转动不同的张力调节盘（15）分别调节旋转钻柱（12）与回收管线（6）的顶张力，利用钢丝导引绳（1）将力传导至对应管道的导力方板（2），再经导力方板（2）传导至顶张力数值显示装置，并分别施加至旋转钻柱（12）与回收管线（6），使旋转钻柱（12）与回收管线（6）的圆柱端部张力相等。3.根据权利要求2所述的深海无隔水管管柱系统动力响应试验装置，其特征在于，所述顶张力调节装置还设有顶张力数值显示装置，所述顶张力数值显示装置置于铝合金支撑架（9）上，用于获取旋转钻柱（12）与回收管线（6）所受顶张力大小。4.根据权利要求2所述的深海无隔水管管柱系统动力响应试验装置，其特征在于，所述导力方板（2）与铝合金支撑架（9）之间采用滑动连接。5.根据权利要求1所述的深海无隔水管管柱系统动力响应试验装置，其特征在于，所述多功能位移角度调节装置还用于旋转钻柱（12）与回收管线（6）之间多间距、多角度的变换；所述多功能位移角度调节装置与铝合金支撑架（9）之间采用滑动连接。6.根据权利要求5所述的深海无隔水管管柱系统动力响应试验装置，其特征在于，所述多功能位移角度调节装置包括卡块（14）、sbr光轴直线导轨（10）以及多用途方向调节板（4）；所述悬挂固定装置包括回转轴承（7）、万向节（5）、滑块（11）；多用途方向调节板（4）顶部绘制有角度刻度盘，内部设有圆形滑槽（8），滑槽内安装卡块（14），卡块（14）内设有内螺纹通孔，螺杆（18）穿过螺纹通孔利用六角法兰螺母（17）对卡块（14）进行固定；卡块（14）靠近多用途方向调节板（4）中心的一侧连接sbr光轴直线导轨（10），所述sbr光轴直线导轨（10）内设有直线滑槽；直线滑槽内装有滑块（11），滑块（11）内部设有内螺纹通孔，利用六角法兰螺母（17）及螺杆（18）进行固定。7.根据权利要求6所述的深海无隔水管管柱系统动力响应试验装置，其特征在于，所述sbr光轴直线导轨（10）另一端设有与回转轴承（7）等直径的万向盘（19），万向盘（19）开口处设有螺纹通孔，用于固定sbr光轴直线导轨（10）。8.根据权利要求5所述的深海无隔水管管柱系统动力响应试验装置，其特征在于，所述
旋转钻柱（12）固定于多用途方向调节板（4）中心位置，端部依次连接万向节（5）与回转轴承（7），所述回转轴承（7）固定于铝合金支撑架（9）底部处；回收管线（6）端部依次连接万向节（5）、外置数显张力计及滑块（11），并跟随滑块（11）运动以调节与旋转钻柱（12）之间间距，跟随卡块（14）及其连接的sbr光轴直线导轨（10）旋转调节与来流方向夹角；所述旋转钻柱（12）通过万向节（5）利用外接电机（3）实现旋转钻柱（12）旋转；所述万向节（5）用于旋转钻柱（12）与回收管线（6）在顺流向和横流向发生振动响应。9.一种实现权利要求1-8任意一项所述深海无隔水管管柱系统动力响应试验装置的耦合旋转与干涉效应的无隔水管管柱系统动力响应试验方法，其特征在于，所述耦合旋转与干涉效应的无隔水管管柱系统动力响应试验方法包括以下步骤：s1，将卡块（14）、滑块（11）及万向盘（19）处法兰螺母调松，将卡块（14）及其连接的sbr光轴直线导轨（10）旋转至指定角度，进而调紧六角法兰螺母（17）将卡块（14）与万向盘（19）固定；s2，移动滑块（11）至指定距离，调紧六角法兰螺母（17）将滑块（11）固定，不再发生间距变换，实现回收管线（6）与来流方向夹角及与旋转钻柱（12）之间间距调节；s3，待间距及角度调节完成，进行顶张力大小调节，参考顶张力数值显示装置的显示数值，分别调整旋转钻柱（12）与回收管线（6）所连接的万向盘（19），进行顶张力大小的测量与调节；s4，调节完毕后，设置试验参数，进行干涉试验；s5，一组实验结束后，重复上述步骤，进行多组实验。10.一种深水旋转体系和非旋转体系之间的耦联干涉分析设备，其特征在于，所述深水旋转体系和非旋转体系之间的耦联干涉分析设备搭载权利要求1-8任意一项所述深海无隔水管管柱系统动力响应试验装置。
技术总结
本发明属于海洋工程中深海动力实验模拟技术领域，公开了深海无隔水管管柱系统动力响应试验装置、方法及应用。顶张力调节装置用于调节、测量深海无隔水管管柱系统圆柱模型端部的受力情况；多功能位移角度调节装置用于顶张力调节装置、无隔水管管柱系统顶张力调节；悬挂固定装置用于间距及角度变换后的无隔水管管柱系统及顶张力调节装置的固定；无隔水管管柱系统用于模拟不同来流方向、不同端部载荷、不同转速工况下的干涉响应与动力特性。本发明通过调整回收管线两端滑块在SBG光轴直线导轨上的位置调节回收管线与旋转钻柱之间的距离，从而可以模拟各种工况下无隔水管管柱系统的动力响应。动力响应。动力响应。
技术研发人员：娄敏 张珈翊 王宇 王阳阳 刘馨涵 朱佳星
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：2023.02.14
技术公布日：2023/3/21