一種附加可轉(zhuǎn)尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板的立管渦激振動(dòng)抑制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于海洋立管設(shè)施鋪設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種附加可轉(zhuǎn)尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板的立管渦激振動(dòng)抑制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，陸上油氣資源進(jìn)入深度開采期，開采成本節(jié)節(jié)攀升，面對日益增長的油氣資源需求量，大力開采海洋油氣已勢在必行。海洋立管是海洋油氣開發(fā)過程中的關(guān)鍵部件，然而其所處的工況環(huán)境十分惡劣。當(dāng)波、流繞過海洋立管時(shí)，會(huì)在立管后方形成交替脫落的漩渦，從而誘發(fā)立管振動(dòng)，不同的海水流速會(huì)激發(fā)不同頻率的漩渦，當(dāng)漩渦脫落頻率接近立管的固有頻率時(shí)，將引發(fā)共振，從而加速立管疲勞破壞。一旦立管失效，將會(huì)直接造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)破壞海洋的生態(tài)環(huán)境，而這種破壞往往是災(zāi)難性的。
[0003]目前，國內(nèi)外渦激振動(dòng)抑制裝置大致分為兩種:主動(dòng)控制和被動(dòng)控制。主動(dòng)控制相對于被動(dòng)控制較為新穎，其原理是將外部擾動(dòng)引入繞流場中從而影響漩渦脫落，如聲激勵(lì)系統(tǒng)、抽吸和噴吹、圓柱體旋轉(zhuǎn)等，但主動(dòng)抑制裝置通常造價(jià)昂貴且安裝復(fù)雜。被動(dòng)控制通過改變結(jié)構(gòu)表面的形狀或者附加額外裝置來使繞流場改變，從而影響漩渦的形成和脫落，如安裝附屬圓柱、分離盤、整流罩及飄帶等，但目前的被動(dòng)抑制裝置一般固定安裝在立管上，不能應(yīng)對流向反復(fù)變化的海洋環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決問題是針對現(xiàn)有海洋立管渦激振動(dòng)抑制裝置存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，現(xiàn)場安裝方便，并能夠應(yīng)對來流方向變化的附加可轉(zhuǎn)尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板的立管渦激振動(dòng)抑制裝置。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]—種附加可轉(zhuǎn)尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板的立管渦激振動(dòng)抑制裝置由尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板和上、下兩個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置組成。旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)裝置固定件和旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)件兩部分。旋轉(zhuǎn)裝置固定件由對稱的兩半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件組成，其內(nèi)徑等于立管外徑，在旋轉(zhuǎn)裝置固定件的外側(cè)面加工有一圈1/4圓弧形外凸圓環(huán)，旋轉(zhuǎn)裝置固定件從兩側(cè)套裝在立管上，并使用螺栓連接固定。旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)件由轉(zhuǎn)動(dòng)件前半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件和轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件組成，其內(nèi)徑等于旋轉(zhuǎn)裝置固定件的外徑，轉(zhuǎn)動(dòng)件前半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件與轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件的內(nèi)側(cè)面加工有與旋轉(zhuǎn)裝置固定件1/4圓弧形外凸圓環(huán)相對應(yīng)的下沉臺(tái)階狀圓環(huán)滑槽，下沉臺(tái)階狀圓環(huán)滑槽橫截面為正方形，邊長等于1/4圓弧形外凸圓環(huán)半徑，轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件的一側(cè)端面開設(shè)有四個(gè)與尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板插耳對接的干涉板插槽。旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)件套裝在旋轉(zhuǎn)裝置固定件外，通過螺栓連接，并使下沉臺(tái)階狀圓環(huán)滑槽咬合在1/4圓弧形外凸圓環(huán)上。尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板包括兩個(gè)外側(cè)干涉板和兩個(gè)內(nèi)側(cè)干涉板。內(nèi)側(cè)干涉板為一平直薄板，外側(cè)干涉板為一 Z字形轉(zhuǎn)折薄板。在內(nèi)側(cè)干涉板及外側(cè)干涉板上、下兩個(gè)端面設(shè)有與轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件的干涉板插槽對應(yīng)的插耳，在內(nèi)側(cè)干涉板及外側(cè)干涉板上開有交錯(cuò)排列的干涉孔。干涉板通過插耳插入到轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件的干涉板插槽中進(jìn)行連接安裝。
[0007]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0008]1、本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)受沖旋轉(zhuǎn)，能夠應(yīng)對流向變化的海流；
[0009]2、本實(shí)用新型的尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板由模具一次性加塑成型，可為立管提供一定的浮力。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖
[0011]圖2為本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)裝置固定件結(jié)構(gòu)示意圖
[0012]圖3為本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)件結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖4為本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖5為A-A #lj面不意圖
[0015]圖6為本實(shí)用新型尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板示意圖
[0016]圖7為本實(shí)用新型橫截面導(dǎo)流原理圖
[0017]其中:1、立管；2、旋轉(zhuǎn)裝置固定件；3、轉(zhuǎn)動(dòng)件前半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件；4、轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件；5、外側(cè)干涉板；6、內(nèi)側(cè)干涉板；7、干涉孔；8、干涉板插槽；9、下沉臺(tái)階狀圓環(huán)滑槽；
10、1/4圓弧形外凸圓環(huán)；11、插耳。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施作進(jìn)一步描述。
[0019]本實(shí)用新型由尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板和上、下兩個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置組成，如圖1、圖4、圖5所不O
[0020]如圖4所示，旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)裝置固定件2和旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)件兩部分。如圖7所示，旋轉(zhuǎn)裝置固定件2由對稱的兩半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件組成，其內(nèi)徑等于立管I外徑，在旋轉(zhuǎn)裝置固定件2的外側(cè)面加工有一圈1/4圓弧形外凸圓環(huán)10。旋轉(zhuǎn)裝置固定件2從兩側(cè)套裝在立管I上，并使用螺栓連接固定。如圖3所示，旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)件由轉(zhuǎn)動(dòng)件前半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件3和轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件4組成，其內(nèi)徑等于旋轉(zhuǎn)裝置固定件2的外徑，轉(zhuǎn)動(dòng)件前半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件3與轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件4的內(nèi)側(cè)面加工有與旋轉(zhuǎn)裝置固定件2的1/4圓弧形外凸圓環(huán)10相對應(yīng)的下沉臺(tái)階狀圓環(huán)滑槽9，下沉臺(tái)階狀圓環(huán)滑槽9橫截面為正方形，邊長等于1/4圓弧形外凸圓環(huán)10的半徑，轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件4的一側(cè)端面開設(shè)有四個(gè)與尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板插耳11對接的干涉板插槽8。旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)件套裝在旋轉(zhuǎn)裝置固定件2外，通過螺栓連接，并使下沉臺(tái)階狀圓環(huán)滑槽9咬合在1/4圓弧形外凸圓環(huán)10上，如圖5所示。
[0021]如圖6所示，尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板包括兩個(gè)外側(cè)干涉板5和兩個(gè)內(nèi)側(cè)干涉板6。內(nèi)側(cè)干涉板6為一平直薄板，外側(cè)干涉板5為一 Z字形轉(zhuǎn)折薄板，如圖7所示。在內(nèi)側(cè)干涉板6及外側(cè)干涉板5上、下兩個(gè)端面設(shè)有與轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件4的干涉板插槽8對應(yīng)的插耳11，在內(nèi)側(cè)干涉板6及外側(cè)干涉板5上開有交錯(cuò)排列的干涉孔7。干涉板通過插耳11插入到轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件4的干涉板插槽8中進(jìn)行連接安裝。
[0022]具體實(shí)施例:
[0023]首先安裝下部旋轉(zhuǎn)裝置，令下部旋轉(zhuǎn)裝置固定件2上的1/4圓弧形外凸圓環(huán)10的弧面朝上，通過螺栓連接套裝在立管I上；在下部旋轉(zhuǎn)裝置固定件2外套裝旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)件，并使下沉臺(tái)階狀圓環(huán)滑槽9咬合在1/4圓弧形外凸圓環(huán)10上，通過螺栓連接下部旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)件前半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件3和轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件4。將內(nèi)側(cè)干涉板6與外側(cè)干涉板5下端的插耳11插入下部旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件4的干涉板插槽8。然后安裝上部旋轉(zhuǎn)裝置，令上部旋轉(zhuǎn)裝置固定件2上的1/4圓弧形外凸圓環(huán)10的弧面朝下，通過螺栓連接套裝在立管I上；在上部旋轉(zhuǎn)裝置固定件2外套裝旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)件，并使下沉臺(tái)階狀圓環(huán)滑槽9咬合在1/4圓弧形外凸圓環(huán)10上，通過螺栓連接上部旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)件前半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件3和轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件4。最后，將導(dǎo)流干涉板上端的插耳11插入上部旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件4的干涉板插槽8。
[0024]裝置安裝完畢后，將立管I置于海水中。在旋轉(zhuǎn)裝置固定件2的1/4圓弧形外凸圓環(huán)10和旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)件下沉臺(tái)階狀圓環(huán)滑槽9的配合下，實(shí)現(xiàn)尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板受海流沖擊而旋轉(zhuǎn)。在尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板達(dá)到平衡后，當(dāng)繞流流入Z字形的外側(cè)干涉板6與內(nèi)側(cè)干涉板5組成的縫隙通道時(shí)，由于過流斷面的減小，使縫隙通道中的海流流速增加，壓強(qiáng)相應(yīng)減小，從而將兩內(nèi)側(cè)干涉板5之間區(qū)域以及兩外側(cè)干涉板6以外區(qū)域的海流通過干涉孔7吸入到外側(cè)干涉板6與內(nèi)側(cè)干涉板5組成的縫隙通道中，有效破壞了立管I后部的尾流流場，干擾其后方漩渦的形成和發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)渦激振動(dòng)的抑制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種附加可轉(zhuǎn)尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板的立管渦激振動(dòng)抑制裝置，其特征在于:所述的一種附加可轉(zhuǎn)尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板的立管渦激振動(dòng)抑制裝置由尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板和上、下兩個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置組成；尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板包括兩個(gè)外側(cè)干涉板(5)和兩個(gè)內(nèi)側(cè)干涉板￠);內(nèi)側(cè)干涉板(6)為一平直薄板，外側(cè)干涉板(5)為一 Z字形轉(zhuǎn)折薄板；在內(nèi)側(cè)干涉板(6)及外側(cè)干涉板(5)上下兩個(gè)端面設(shè)有與轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件(4)上干涉板插槽(8)對應(yīng)的插耳(11)，在內(nèi)側(cè)干涉板(6)及外側(cè)干涉板(5)上開有交錯(cuò)排列的干涉孔(7);干涉板通過插耳(11)插入到轉(zhuǎn)動(dòng)件后半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件(4)的干涉板插槽(8)中進(jìn)行連接安裝。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種附加可轉(zhuǎn)尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板的立管渦激振動(dòng)抑制裝置，由尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板和上、下兩個(gè)旋轉(zhuǎn)裝置組成。旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)裝置固定件和旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)件兩部分，通過旋轉(zhuǎn)裝置固定件的1/4圓弧形外凸圓環(huán)與旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)件的下沉臺(tái)階狀圓環(huán)滑槽咬合，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)干涉板轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)流向反復(fù)的海流，同時(shí)利用尾流區(qū)導(dǎo)流干涉板的流動(dòng)通道截面積的變化，改變流體動(dòng)壓、能分布，有效調(diào)配尾流區(qū)流體流動(dòng)，從而破壞了立管后部的尾流流場，干擾其后方漩渦的形成和發(fā)展，實(shí)現(xiàn)渦激振動(dòng)的抑制。
【IPC分類】F16L55-04, E21B17-10
【公開號(hào)】CN204402389
【申請?zhí)枴緾N201420812009
【發(fā)明人】朱紅鈞, 趙洪南, 姚杰, 覃建新, 劉鑒增, 楊鵬, 陳曉宇, 肖翱翔, 喬奇琳
【申請人】西南石油大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月22日