水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置，屬于海洋工程技術(shù)領(lǐng)域。渦激振動(dòng)抑制裝置包括套在立管（1）上整流罩（4），還至少包括兩個(gè)套在立管（1）上并設(shè)置在整流罩兩端的止推器（2）。本實(shí)用新型提供的水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置強(qiáng)度高，安裝簡(jiǎn)單方便，不受來(lái)流影響，可有效抑制渦激振動(dòng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置，屬于海洋工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著陸地石油供應(yīng)的日益短缺，開(kāi)發(fā)開(kāi)采深海油氣已成為解決當(dāng)前能源危機(jī)的重要途徑。作為海底生產(chǎn)系統(tǒng)和浮式裝置之間的關(guān)鍵連接，海洋立管系統(tǒng)為油氣的舉升提供了通道，其安全服役是深海油氣開(kāi)采的根本保障。海洋環(huán)境惡劣，立管不可避免地產(chǎn)生渦激振動(dòng)現(xiàn)象，立管在持續(xù)的渦激振動(dòng)作用下，最終可能產(chǎn)生疲勞破壞，從而影響油氣開(kāi)采，甚至造成嚴(yán)重的工程和環(huán)境事故。
[0003]為減少和防止渦激振動(dòng)的破壞作用，提高海洋立管的使用壽命，為減少和防止渦激振動(dòng)的破壞作用，提高海洋立管的使用壽命，申請(qǐng)?zhí)枮?01010571612的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種采用可旋轉(zhuǎn)整流罩的水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置，其包括一對(duì)旋轉(zhuǎn)模塊、整流罩固定墊45、整流罩46，旋轉(zhuǎn)模塊包括旋轉(zhuǎn)模塊固定件、旋轉(zhuǎn)模塊轉(zhuǎn)動(dòng)件43、滾子和軸向止動(dòng)片;旋轉(zhuǎn)模塊固定件由對(duì)稱(chēng)的兩半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件組成;旋轉(zhuǎn)模塊固定件從兩側(cè)套在立管41上，并使用螺栓連接固定;滾子放置于旋轉(zhuǎn)模塊固定件的滾子槽內(nèi)；旋轉(zhuǎn)模塊轉(zhuǎn)動(dòng)件也由對(duì)稱(chēng)的兩半環(huán)鋼質(zhì)構(gòu)件組成，在其底面上加工滾子環(huán)槽;直角結(jié)構(gòu)的軸向止動(dòng)片，分別安裝在旋轉(zhuǎn)模塊轉(zhuǎn)動(dòng)件43的兩半環(huán)上;旋轉(zhuǎn)模塊轉(zhuǎn)動(dòng)件套在旋轉(zhuǎn)模塊固定件上面，其滾子環(huán)槽正好放置在滾子上面，兩半環(huán)之間使用螺栓39連接;整流罩46外形前圓后尖，表面光滑，略像水滴的形狀;橫截面迎流方向部分為圓弧，尾流方向部分沿圓弧切線光滑過(guò)渡直至相交，相交后延伸出一段尾部;整流罩46和整流罩固定墊45—起安裝在旋轉(zhuǎn)模塊外面，每個(gè)整流罩46上下兩端分別安裝一個(gè)旋轉(zhuǎn)模塊;兩端的旋轉(zhuǎn)模塊和整流罩46之間分別用螺栓49緊固連接，整流罩46圓弧部分與立管同軸，如圖1所示。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)提供的這種水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置結(jié)構(gòu)不強(qiáng)，安裝不方便，且易在立柱上滑動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置，其強(qiáng)度高，安裝簡(jiǎn)單方便，不受來(lái)流影響，可有效抑制渦激振動(dòng)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)所述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供一種水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置，其包括套在立管I上整流罩4，還至少包括兩個(gè)套在立管I上并設(shè)置在整流罩兩端的止推器2。
[0007]優(yōu)選地，利用綁帶將止推器2固定于立管(I)上。
[0008]優(yōu)選地，所述綁帶由不銹鋼制成。
[0009]優(yōu)選地，整流罩4包括圓弧部分和與圓弧光滑過(guò)渡的V型的尾部；圓弧部分沿軸向設(shè)置有兩個(gè)開(kāi)口加強(qiáng)板和沿周向設(shè)置有多個(gè)起整流作用的加強(qiáng)筋。
[0010]優(yōu)選地，V型的尾部側(cè)面設(shè)置有多個(gè)渦槽14。
[0011]優(yōu)選地，止推器2至少包括圓筒，圓筒的一側(cè)沿軸向設(shè)置有開(kāi)口。
[0012]優(yōu)選地，止推器2還至少包括多個(gè)設(shè)置在在圓筒兩端徑向截面為V型的弧形槽。
[0013]優(yōu)選地，弧形槽為四個(gè)，其中兩個(gè)設(shè)置在圓筒的一端，另兩個(gè)設(shè)置在圓筒的另一端。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0015]1、整流罩采用V型尾翼，流線型設(shè)計(jì)，側(cè)面設(shè)計(jì)有渦槽，此種結(jié)構(gòu)可減小立管的阻力和脈動(dòng)升力，有效抑制渦激振動(dòng)；
[0016]2、整流罩的加強(qiáng)筋不僅是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其主要目的是起整流作用，將水流分層，減少水流軸向擾動(dòng)，進(jìn)一步增強(qiáng)抑制渦激振動(dòng)的效果；
[0017]3、整流罩可隨水流流向改變方向，有效解決抑制效果受來(lái)流方向限制的缺陷，可以適應(yīng)流向隨機(jī)變化的深海環(huán)境，因此增加了在工程上的應(yīng)用范圍；
[0018]4、整流罩和止推器均采用高強(qiáng)度HMPE材料，大幅降低生產(chǎn)成本，簡(jiǎn)化制造工藝，抗壓，耐磨，不易腐蝕，適用溫度范圍大，廢舊產(chǎn)品可再回收利用；
[0019]5、本實(shí)用新型裝置只需在立管上每隔一定距離安裝一對(duì)止推器，再套上帶整流加強(qiáng)筋整流罩，安裝簡(jiǎn)單方便，施工工藝容易實(shí)現(xiàn)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的帶整流加強(qiáng)筋整流罩，其強(qiáng)度高，安裝簡(jiǎn)單方便，不受來(lái)流影響，可有效抑制渦激振動(dòng)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中提供的一種立管渦激振動(dòng)抑制裝置；
[0022]圖2為本實(shí)用新型提供的立管渦激振動(dòng)抑制裝置示意圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型裝置整流罩立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為圖2中沿A-A進(jìn)行徑向截的截面示意圖；
[0025]圖5為圖2中沿B-B進(jìn)行徑向截的截面示意圖；
[0026]圖6為本實(shí)用新型提供的止推器立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖7為圖6中止推器的俯視圖；
[0028]附圖標(biāo)記:1-立管;2、25-止推器;3、26-不銹鋼綁帶;4_整流罩;5_通孔;6_螺栓;7-螺母;8-墊圈；9、31 -開(kāi)口加強(qiáng)板，I O-彈性開(kāi)口，11、21、27、29-小整流加強(qiáng)筋；12-橢圓孔；13、28-大整流加強(qiáng)筋；14、22、23、33-渦槽;15-圓筒；16、17、18、19-弧形槽;20-開(kāi)口。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0030]在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0031]在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，還可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0032]圖2為本實(shí)用新型提供的立管渦激振動(dòng)抑制裝置示意圖。如圖2所示，本實(shí)用新型提供的水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置包括套在立管I上整流罩4，還包括兩個(gè)套在立管I上并設(shè)置在整流罩兩端的止推器2和止推器25。優(yōu)選，利用綁帶3將止推器2固定于立管I上，利用綁帶26將止推器25固定于立管I上。所述綁帶優(yōu)選用不銹鋼制成。整流罩4采用流線型設(shè)計(jì)，由高密度HMPE材料滾塑成型后切割而成，外形前圓后尖，上下左右對(duì)稱(chēng)，其橫截面迎流部分為圓弧，圓弧部分設(shè)置有沿軸向的開(kāi)口加強(qiáng)板和沿周向的起整流作用的加強(qiáng)筋，尾部部分沿圓弧切線光滑過(guò)渡直至相交，即尾部呈V形，S卩，整流罩4包括圓弧部分和與圓弧光滑過(guò)渡的V型的尾部；圓弧部分包括第一圓弧部分和與第一圓弧部分完全對(duì)稱(chēng)且形狀相同的第二圓弧部分;第一圓弧部分沿軸向設(shè)置有開(kāi)口加強(qiáng)板9，第二圓弧部分沿軸向設(shè)置有開(kāi)口加強(qiáng)板31(圖2中未示)，開(kāi)口加強(qiáng)板9和開(kāi)口加強(qiáng)板31之間形成彈性開(kāi)口 10;第一圓弧部分和第二圓弧部分沿周向均設(shè)置有多個(gè)起整流作用的加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋包括大加強(qiáng)筋板和小加強(qiáng)筋板，大加強(qiáng)筋板如13，小加強(qiáng)筋板如11和21;大加強(qiáng)筋板和小加強(qiáng)筋板沿周向交替設(shè)置在圓弧部分。大加強(qiáng)筋處開(kāi)有橢圓孔12，安裝時(shí)，通過(guò)橢圓孔12張開(kāi)整流罩4的彈性開(kāi)口 10，套在立管I上，使整流罩4圓弧部分與立管I同軸。開(kāi)口加強(qiáng)板9和開(kāi)口加強(qiáng)板31對(duì)稱(chēng)設(shè)置有多個(gè)通孔，如通孔5，使用螺栓6、螺母7、墊圈8將開(kāi)口加強(qiáng)板9和開(kāi)口加強(qiáng)板31緊固連接，整流罩4可繞立管I軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)。V型的尾部第一側(cè)面設(shè)計(jì)有渦槽14、渦槽22和渦槽23，V型的尾部第二側(cè)面也設(shè)計(jì)有多個(gè)渦槽，分別與渦槽14、渦槽22和渦槽23對(duì)稱(chēng)。整流罩4的上端安裝一個(gè)止推器2，整流罩4的下端安裝一個(gè)止推器25，上下兩個(gè)止推器套在立管上，并使用不銹鋼綁帶使其卡抱于立管I外表面，保證止推器不會(huì)沿立管I軸向移動(dòng)。所述止推器內(nèi)徑略大于立管I外徑D，高度為0.25L-0.3L(整流罩4長(zhǎng)度為L(zhǎng));整流罩4橫截面圓弧部分內(nèi)徑略大于立管I外徑D。
[0033]圖3為本實(shí)用新型提供的整流罩立體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，整流罩4包括圓弧部分和與圓弧光滑過(guò)渡的V型的尾部；圓弧部分包括第一圓弧部分和與第一圓弧部分完全對(duì)稱(chēng)且形狀相同的第二圓弧部分;第一圓弧部分沿軸向設(shè)置有開(kāi)口加強(qiáng)板9，第二圓弧部分沿軸向設(shè)置有開(kāi)口加強(qiáng)板31，開(kāi)口加強(qiáng)板9和開(kāi)口加強(qiáng)板31之間形成彈性開(kāi)口 10;第一圓弧部分沿周向設(shè)置有多個(gè)起整流作用的加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋包括大加強(qiáng)筋板和小加強(qiáng)筋板，大加強(qiáng)筋板如13，小加強(qiáng)筋板如11和21;大加強(qiáng)筋板和小加強(qiáng)筋板沿第一圓弧部分的周向交替設(shè)置在第一圓弧部分。第二圓弧部分沿周向也設(shè)置有多個(gè)起整流作用的加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋包括大加強(qiáng)筋板和小加強(qiáng)筋板，大加強(qiáng)筋板如28，小加強(qiáng)筋板如27和29 ；大加強(qiáng)筋板和小加強(qiáng)筋板沿第二圓弧部分的周向交替設(shè)置。在第一圓弧部分的大加強(qiáng)筋板和第二圓弧部分的大加強(qiáng)筋板的連接處開(kāi)有橢圓孔12。整流罩4的圓弧部分處沿軸向形成圓柱形空腔30，在V形的尾部形成橢圓柱形空腔32。開(kāi)口加強(qiáng)板9和開(kāi)口加強(qiáng)板31對(duì)稱(chēng)設(shè)置有多個(gè)通孔，如通孔5，使用螺栓、螺母、墊圈將開(kāi)口加強(qiáng)板9和開(kāi)口加強(qiáng)板31緊固連接。V型的尾部第一側(cè)面設(shè)置有渦槽14、渦槽22和渦槽23，V型的尾部第二側(cè)面也設(shè)置有多個(gè)渦槽，分別與渦槽14、渦槽22和渦槽23對(duì)稱(chēng)。
[0034]圖4為圖2中整流罩沿A-A進(jìn)行徑向截的截面示意圖。如圖4所示，整流罩4包括圓弧部分和與圓弧光滑過(guò)渡的V型的尾部；圓弧部分包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置的第一圓弧部分和第二圓弧部分，第一圓弧部分沿軸向設(shè)置有開(kāi)口加強(qiáng)板9;第二圓弧部分沿軸向設(shè)置有開(kāi)口加強(qiáng)板31ο
[0035]圖5為圖2中整流罩沿B-B進(jìn)行徑向截的截面示意圖。如圖5所示，整流罩4包括圓弧部分和與圓弧光滑過(guò)渡的V型的尾部；圓弧部分包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置的第一圓弧部分和第二圓弧部分，第一圓弧部分沿周向設(shè)置有加強(qiáng)筋板13，第二圓弧部分沿周向設(shè)置有加強(qiáng)筋板28，加強(qiáng)筋板13和加強(qiáng)筋板28連接處形成橢圓孔12，V型的尾部對(duì)稱(chēng)設(shè)置有渦槽22和渦槽33。
[0036]圖6為本實(shí)用新型提供的止推器立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6中止推器俯視圖，如圖6-7所示，止推器2包括圓筒15，圓筒的一側(cè)沿軸向設(shè)置有開(kāi)口20。止推器2包括多個(gè)設(shè)置在在圓筒兩端徑向截面為V型的弧形槽19、V型的弧形槽18、V型的弧形槽16和V型的弧形槽17。止推器2是由高密度HMPE材料滾塑成型后切割而成的。
[0037]將本實(shí)用新型提供的立管渦激振動(dòng)抑制裝置設(shè)置在水下立管上時(shí)，當(dāng)來(lái)流方向改變時(shí)，在表面兩側(cè)壓力的作用下，整流罩4將繞立管I軸線旋轉(zhuǎn)，并自動(dòng)穩(wěn)定于兩個(gè)平衡位置，從而改變來(lái)流夾角，使渦激振動(dòng)抑制效果始終保持在一個(gè)較好的范圍內(nèi)。
[0038]如果水下立管I長(zhǎng)徑比很大，可在其上每隔一段距離安裝多段所述渦激振動(dòng)抑制裝置，每段所述整流罩4的長(zhǎng)度取L。
[0039]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置，其包括套在立管(I)上整流罩(4)，其特征在于，還至少包括兩個(gè)套在立管(I)上并設(shè)置在整流罩兩端的止推器(2)，其中，整流罩(4)包括圓弧部分和與圓弧光滑過(guò)渡的V型的尾部；圓弧部分沿軸向設(shè)置有兩個(gè)開(kāi)口加強(qiáng)板，沿周向設(shè)置有多個(gè)起整流作用的加強(qiáng)筋。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置，其特征在于，利用綁帶將止推器(2)固定于立管(I)上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置，其特征在于，所述綁帶由不銹鋼制成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置，其特征在于，V型的尾部側(cè)面設(shè)置有多個(gè)渦槽(14)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置，其特征在于，止推器(2)至少包括圓筒，圓筒沿軸向設(shè)置有開(kāi)口。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置，其特征在于，止推器(2)還至少包括多個(gè)設(shè)置在圓筒兩端徑向截面為V型的弧形槽。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水下立管渦激振動(dòng)抑制裝置，其特征在于，弧形槽為四個(gè)，其中兩個(gè)設(shè)置在圓筒的一端，另兩個(gè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置在圓筒的另一端。
【文檔編號(hào)】E21B17/10GK205422574SQ201620187126
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月11日
【發(fā)明人】康永田, 齊沖, 李森, 黃志明, 張大剛
【申請(qǐng)人】青島迪瑪爾海洋工程有限公司