專利名稱：一種抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海洋石油裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置。本發(fā)明還涉及ー種利用前述裝置抑制海洋立管及管道渦激振動的方法。
背景技術(shù)：
海洋立管及管道主要包括垂直安裝的各種管道，如海底油、氣等集輸管道、干線管道、附屬增壓管道、以及管道與平臺連接的主管部分等，通常用于海洋平臺、衛(wèi)星井、海底管匯之間轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)品和導(dǎo)向引流，或者用于輸送化學(xué)藥劑和水等液體，其設(shè)計、安裝、鋪設(shè)、維護(hù)等是ー項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。在海洋環(huán)境中，立管和管道受到海流和海浪等多種因素綜合作用。當(dāng)洋流流經(jīng)其橫截面時，會在管路兩側(cè)產(chǎn)生交替的泄渦，導(dǎo)致其受到橫流向和順流向的脈動流體力，使管道發(fā)生振動，當(dāng)其振動頻率接近管道固有頻率時，極可能引起管道發(fā)生渦激振動，從而導(dǎo)致 管道疲勞損壞。目前，常規(guī)的渦激抑制裝置直接與管道外圓柱面剛性焊接，導(dǎo)致管路運(yùn)輸和安裝麻煩，其施工作業(yè)困難，也容易造成管道腐蝕破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)條件下，渦激抑制裝置直接與管道外圓柱面剛性焊接，導(dǎo)致管路運(yùn)輸和安裝麻煩，其施工作業(yè)困難，也容易造成管道腐蝕破壞問題。本發(fā)明的另一目的是提供ー種利用前述裝置抑制海洋立管及管道渦激振動的方 法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，ー種抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置，包括沿海洋立管及管道外表面軸向設(shè)置有護(hù)板，護(hù)板的外表面上沿軸向間隔設(shè)置有多個螺旋葉片。本發(fā)明所采用的另ー技術(shù)方案是，ー種利用上述的裝置抑制海洋立管及管道渦激振動的方法，按照以下步驟實(shí)施在海洋立管及管道上的安裝過程中，在安裝單節(jié)管子時，將組裝好的兩組抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置對稱扣在管路上，然后分別在各組對應(yīng)的壓塊的螺栓孔中安裝螺栓連接固定，即成。本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡単，緊湊，重量輕，安裝方便，而且整體剛性好，可有效避免立管和管道產(chǎn)生渦激振動，同時也提高了該裝置的安裝工作效率。采用對稱框架結(jié)構(gòu)，制造加工エ藝簡単，生產(chǎn)成本低，廣泛應(yīng)用于海洋工程。


圖I是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明方法利用兩套圖I所示的抑制裝置單元組裝在一起的保護(hù)狀態(tài)示意圖。圖中，I.螺旋葉片，2.墊板，3.護(hù)板，4.壓塊，5.螺栓孔，6.螺栓。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖I、圖2所示，本發(fā)明的抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置結(jié)構(gòu)是，包括沿海洋立管及管道軸向設(shè)置有至少ー個護(hù)板3，所有護(hù)板3的外表面上沿軸向間隔設(shè)置有多 個螺旋形的墊板2，每組墊板2的外表面固定安裝有一螺旋葉片I ;也可以省略墊板2，將螺旋葉片I直接沿軸向間隔螺旋安裝在所有護(hù)板3的外表面。當(dāng)護(hù)板3為兩個以上吋，所有護(hù)板3的內(nèi)表面(向心面)設(shè)置在同一圓周面上，并且所有護(hù)板3成半圓柱形排列，在位于半圓柱形底邊(直徑所在的截面)的兩個護(hù)板3的外表面各固定設(shè)置有兩組壓塊4，該兩組壓塊4根據(jù)護(hù)板3的縱向長度設(shè)置有一定的間距，每組壓塊4上開有至少ー個螺栓孔5，上述的結(jié)構(gòu)稱為ー組抑制裝置単元。當(dāng)上述的兩組抑制裝置単元相對扣合時，直徑兩半邊的四組壓塊4 一一對應(yīng)，通過螺栓6安裝到螺栓孔5中，將四組壓塊4分別固定連接，實(shí)現(xiàn)兩組抑制裝置單元對海洋立管及管道的完整保護(hù)。圖I及圖2所示實(shí)施例中，護(hù)板3為多個長條形結(jié)構(gòu)，所述的螺旋葉片I、墊板2、護(hù)板3均至少為兩個，每組壓塊4上的螺栓孔5至少為ー個，螺旋葉片I、墊板2、護(hù)板3均為三組數(shù)量，每個壓塊4上的螺栓孔5為兩個，實(shí)際工程中，根據(jù)使用海況參數(shù)和尺寸不同，螺旋葉片I、墊板2、護(hù)板3可以分別設(shè)計為任意整數(shù)個。護(hù)板3還可以制作為整體圓筒形或半圓筒形。護(hù)板3為半圓筒形時，抑制裝置單元包括護(hù)板3為ー個，螺旋葉片I、墊板2均至少為兩個，每組壓塊4上的螺栓孔5至少為ー個。護(hù)板3為整體圓筒形時，抑制裝置單元包括護(hù)板3為ー個，螺旋葉片I、墊板2均至少為兩個，每組壓塊4上的螺栓孔5至少為ー個。本發(fā)明裝置的工作原理是作為圓柱形框架結(jié)構(gòu)，在其上分布有多個螺旋葉片，將該裝置安裝在水下管路的外圓柱面上，能夠改變管路周圍海水流場的方向，從而避免立管和管道產(chǎn)生渦激振動。本發(fā)明的抑制海洋立管及管道渦激振動的方法，利用上述的抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置，按照以下步驟實(shí)施步驟I)在加工組裝過程中，先用三個墊板2將三個護(hù)板3焊接組成半圓柱形框架，然后將三個螺旋葉片I分別焊接在三個墊板2上，同時在位于該半圓柱框架的兩個護(hù)板3外表面對稱焊接四個壓塊4 (每側(cè)兩組)，則抑制裝置単元的組裝加工完成。步驟2)在安裝海洋立管及管道過程中，在安裝單節(jié)管子時，將上述兩組抑制裝置単元對稱扣在海洋立管及管道上，然后分別在各組對應(yīng)的壓塊4的螺栓孔5中安裝螺栓6連接固定，則安裝完成。以此類推，上下抑制裝置単元首尾連接或間隔連接，實(shí)現(xiàn)沿管道縱向的整體保護(hù)或分段重點(diǎn)保護(hù)。當(dāng)采用半圓筒形護(hù)板3時，螺旋葉片I或者還包括墊板2直接固定在護(hù)板3外表面，抑制裝置単元的使用方法與采用長條形護(hù)板3的抑制裝置単元結(jié)構(gòu)一致。
當(dāng)采用整體圓筒形護(hù)板3時，螺旋葉片I或者還包括墊板2直接固定在護(hù)板3外表面，在護(hù)板3軸向兩端設(shè)置有至少ー個壓塊4，壓塊4上至少設(shè)置有ー個螺栓孔5，使用吋，將抑制裝置単元直接 套裝在海洋立管及管道表面，再通過螺栓6進(jìn)行首尾相連固定，即可。
權(quán)利要求
1.ー種抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置，其特點(diǎn)在于包括沿海洋立管及管道外表面軸向設(shè)置有護(hù)板(3)，護(hù)板(3)的外表面上沿軸向間隔設(shè)置有多個螺旋葉片(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置，其特征在于所述的護(hù)板(3)為長條形結(jié)構(gòu)，或?yàn)檎w圓筒形或半圓筒形；當(dāng)護(hù)板(3)為長條形結(jié)構(gòu)時，螺旋葉片(I)、護(hù)板(3)均至少為兩個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置，其特征在于所述的護(hù)板(3)的外表面上沿軸向間隔設(shè)置有多個螺旋形的墊板(2)，每組墊板(2)的外表面固定安裝有一螺旋葉片(I)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置，其特征在于所述的護(hù)板(3)為長條形結(jié)構(gòu)或半圓筒形時，在位于半圓柱形直徑底邊的護(hù)板(3)外表面各安裝有兩組壓塊(4)，每組壓塊(4)上開有螺栓孔(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置，其特征在于護(hù)板(3)為整體圓筒形時，在護(hù)板(3)軸向兩端設(shè)置有至少ー個壓塊(4)，壓塊(4)上至少設(shè)置有ー個螺栓孔(5)。
6.ー種利用權(quán)利要求I所述的裝置抑制海洋立管及管道渦激振動的方法，其特點(diǎn)在于，按照以下步驟實(shí)施 在海洋立管及管道上的安裝過程中，在安裝單節(jié)管子時，將組裝好的兩組抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置對稱扣在管路上，然后分別在各組對應(yīng)的壓塊(4)的螺栓孔(5)中安裝螺栓(6)連接固定，即成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置，其特征在于所述的護(hù)板(3)為長條形結(jié)構(gòu)，或?yàn)檎w圓筒形或半圓筒形；當(dāng)護(hù)板(3)為長條形結(jié)構(gòu)時，螺旋葉片(I)、護(hù)板(3)均至少為兩個。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置，其特征在于所述的護(hù)板(3)的外表面上沿軸向間隔設(shè)置有多個螺旋形的墊板(2)，每組墊板(2)的外表面固定安裝有一螺旋葉片(I)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置，其特征在于所述的護(hù)板(3)為長條形結(jié)構(gòu)或半圓筒形時，在位于半圓柱形直徑底邊的護(hù)板(3)外表面各安裝有兩組壓塊(4)，每組壓塊(4)上開有螺栓孔(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置，其特征在于護(hù)板(3)為整體圓筒形時，在護(hù)板(3)軸向兩端設(shè)置有至少ー個壓塊(4)，壓塊(4)上至少設(shè)置有ー個螺栓孔(5)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抑制海洋立管及管道渦激振動的裝置，包括沿軸向設(shè)置的多個護(hù)板，所有護(hù)板的內(nèi)表面設(shè)置在同一圓周面上，并且所有護(hù)板成半圓柱形排列，所有護(hù)板的外表面上沿軸向間隔設(shè)置有多個螺旋葉片；在位于半圓柱形底邊的兩個護(hù)板外表面各安裝有兩組壓塊，每組壓塊上開有螺栓孔。本發(fā)明還公開了一種抑制海洋立管及管道渦激振動的方法，在海洋立管及管道上的安裝過程中，在安裝單節(jié)管子時，將前述組裝好的兩組半圓柱形結(jié)構(gòu)對稱扣在管路上，然后用螺栓分別將各個對應(yīng)的壓塊連接固定，即成。本發(fā)明的裝置及方法，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，整體剛性好，有效避免立管和管道產(chǎn)生渦激振動。
文檔編號E21B17/10GK102644446SQ20121012824
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者任克忍, 張?zhí)镌? 楊紅剛, 王兵, 魏代鋒 申請人:寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司