CN104990681A - 一种用于多跨海底管道涡激振动试验的多跨支撑装置 - Google Patents

一种用于多跨海底管道涡激振动试验的多跨支撑装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104990681A
CN104990681A CN201510401524.6A CN201510401524A CN104990681A CN 104990681 A CN104990681 A CN 104990681A CN 201510401524 A CN201510401524 A CN 201510401524A CN 104990681 A CN104990681 A CN 104990681A
Authority
CN
China
Prior art keywords
centres
line
fixed head
fixed
hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510401524.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104990681B (zh
Inventor
徐万海
芦燕
崔溦
马烨璇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN201510401524.6A priority Critical patent/CN104990681B/zh
Publication of CN104990681A publication Critical patent/CN104990681A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104990681B publication Critical patent/CN104990681B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
  • Supports For Pipes And Cables (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于多跨海底管道涡激振动试验中管道模型的多跨支撑装置，包括固定支持柱、可旋转支撑柱和多个管道模型支撑卡板；所述固定支撑柱的顶部和中部分别设有连接板，所述固定支撑柱的底部固定有固定板，所述固定板与所述固定支撑柱呈垂直布置，所述固定板上设有两个第一通孔；所述可转动支持柱的顶部固定有角度固定板，所述可转动支持柱的中部两侧焊接有绳索加固结构，所述可转动支持柱的底部与一个管道模型卡板连接；四个管道模型卡板上支撑孔的轴线与板体厚度方向的夹角分别为0度、15度、30度和45度。本发明即可作为垂直来流下海底管道模型的支撑，还可作为倾角来流下(即来流与海底管道不垂直)海底管道模型的支撑。

Description

一种用于多跨海底管道涡激振动试验的多跨支撑装置
技术领域
本发明涉及的是一种海洋工程技术领域的试验装置，具体地说，涉及的是一种施加多跨支撑的辅助装置。
背景技术
随着陆地油气资源日益匮乏，人们把更多的目光集中于海洋油气开发，海底管道作为海洋油气开采输运的生命线，其数量逐年增多。由于深海海底地形复杂，环境恶劣，海底管道会不可避免的形成悬跨段，甚至多跨段。海水流经悬跨管道时，管道后缘会产生交替的漩涡脱落，当漩涡脱落频率与管道自振频率相近时，管道的振动将迫使漩涡脱落频率固定在管道自振频率附近，从而发生“锁定”现象。管道的涡激振动和“锁定”现象是导致管道失稳、疲劳、甚至破坏的主要因素。
目前，研究多跨海底管道涡激振动现象的最可靠和最有效的手段是模型试验。通过模型试验，可以全方位的观测涡激振动现象及其主要流-固耦合特征，获得可靠的试验结果，用来效验理论和数值模型的精度。通过试验测试的方式可以更好的探究多跨海底管道涡激振动的发生机理，为工程实际提供必要的试验参考和技术支持。
经过对现有技术文献的调研发现，现阶段多跨管道涡激振动的研究开展还很不充分，试验方面的研究远滞后于工程实际的需求。挪威的MARINTEK研究机构在2000年到2003年期间开展了部分多跨管道的涡激振动试验，并进一步完善了规范DNV-RP-F105(2006),在2002年召开的21界海洋离岸及极地工程国际会议上的文章“VIV response of long free spanningpipelines”(长自由悬跨管道涡激振动响应研究)详细介绍了试验细节，采用线性弹簧模拟多段悬跨的支撑作用，增加了对来流流场的扰动，而且，现阶段倾角来流多跨管道的试验研究工作未见报道。缺乏合理的试验装置，模拟多跨管道的跨肩支撑作用，并且在不同的来流方式都适用，是造成上述现状的根本原因。
发明内容
本发明针对多跨管道试验研究的不足及存在的难点，提供了多跨海底管道涡激振动试验中管道模型的支撑装置，利用该装置支撑管道模型能够模拟海底悬跨管道跨中的边界条件，对多跨管道开展试验研究，探究其涡激振动机理，为工程实际提供必要的参考和借鉴。另外本装置即可作为垂直来流下海底管道模型的支撑，还可作为倾角来流下(即来流与海底管道不垂直)海底管道模型的支撑。
为了解决上述技术问题，本发明提出的多跨海底管道涡激振动试验中管道模型的支撑装置，包括固定支持柱、可旋转支撑柱和多个管道模型支撑卡板；所述固定支撑柱的顶部和中部分别设有连接板，所述固定支撑柱的底部固定有固定板，所述固定板与所述固定支撑柱呈垂直布置，所述固定板上设有两个第一通孔；所述可转动支持柱的顶部固定有角度固定板，所述可转动支持柱的中部两侧焊接有绳索加固结构，所述可转动支持柱的底部与一个管道模型卡板连接；所述角度固定板上设有两个为一组的四组第二通孔，所述角度固定板上第二通孔与所述固定板上第一通孔的位置关系是：每组第二通孔与两个第一通孔的中心距相同，四组第二通孔的中心连线汇交与点A，所述点A与每组第二通孔的中心连线的中点重合，四组第二通孔的中心连线分别记为中心连线L1、中心连线L2、中心连线L3和中心连线L4，所述中心连线L1与两个第一通孔的中心连线的水平投影重合，中心连线L2、中心连线L3和中心连线L4依次与中心连线L1的夹角为15度、30度和45度；所述固定支持柱和所述可旋转支撑柱之间通过在所述固定板上的两个第一通孔和所述角度固定板上的其中一组第二通孔中设置的固定板连接螺栓连接；每个管道模型卡板包括由对接的两个半片组成的板体，所述板体的对接处设有支撑孔，两个半片的上端通过螺丝与所述可转动支持柱固定，两个半片的下端通过螺丝与一卡板固定板固定；四个管道模型卡板上支撑孔的轴线与板体厚度方向的夹角分别为0度、15度、30度和45度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明解决了多跨海底管道涡激振动试验中多跨支撑的施加问题，能够模拟多种倾角来流下海底管道的跨间支撑。本发明中的可转动支持柱为翼型，最大限度的减小了多跨支撑结构对流场的干扰。可转动支持柱两端通过加固绳索固定，拉力张紧器调整绳索拉力大小，增强了多跨支撑的稳定性。本发明装置加工简单，使用方便，易于推广。
附图说明
图1是本发明多跨支撑装置的结构示意图；
图2是图1所示多跨支撑装置的右视图；
图3是图1所示多跨支撑装置的俯视图；
图4是角度固定板4和可转动支持柱7连接后的仰视图；
图5-1是攻击来流为0度下固定板3和角度固定板4连接示意图；
图5-2是攻击来流为15度下固定板3和角度固定板4连接示意图；
图5-3是攻击来流为30度下固定板3和角度固定板4连接示意图；
图5-4是攻击来流为45度下固定板3和角度固定板4连接示意图；
图6是图1中可转动支持柱7、卡板8，卡板固定板9的分解结构放大图；
图7是图1中可转动支持柱7、卡板8，卡板固定板9的左视放大图；
图8-1是图2中所述卡板8为45度卡板的示意图；
图8-2是图2中所述卡板8为30度卡板的示意图；
图8-3是图2中所述卡板8为15度卡板的示意图；
图9-1是图8-1所示45度卡板与可转动支持柱7及卡板固定板9连接后的右视图；
图9-2是图8-2所示30度卡板与可转动支持柱7及卡板固定板9连接后的右视图；
图9-3是图8-3所示15度卡板与可转动支持柱7及卡板固定板9连接后的右视图；
图10是图4所示角度固定板4和可转动支持柱7连接后的放大仰视图。
图中：1-固定支持柱，2-连接板，3-固定板，4-角度固定板，5-固定板连接螺栓，6-加固绳索连接螺母，7-可转动支持柱，8-管道模型卡板，9-卡板固定板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。
如图1、图2和图3所示，本发明一种多跨海底管道涡激振动试验的支撑装置，包括固定支持柱1、可旋转支撑柱7和多个管道模型支撑卡板8。
所述固定支撑柱1的顶部和中部分别设有连接板2，所述固定支撑柱1的底部固定有固定板3，所述固定板3与所述固定支撑柱1呈垂直布置，所述固定板3上设有两个第一通孔。
所述可转动支持柱7的顶部固定有角度固定板4，所述可转动支持柱7的中部两侧焊接有绳索加固结构，所述可转动支持柱7的底部与一个管道模型卡板8连接。
所述角度固定板4上设有两个为一组的四组第二通孔，所述角度固定板4上第二通孔与所述固定板3上第一通孔的位置关系是：每组第二通孔与两个第一通孔的中心距相同，四组第二通孔的中心连线汇交与点A，所述点A与每组第二通孔的中心连线的中点重合，四组第二通孔的中心连线分别记为中心连线L1、中心连线L2、中心连线L3和中心连线L4，如图10所示，所述中心连线L1与两个第一通孔的中心连线的水平投影重合，中心连线L2、中心连线L3和中心连线L4依次与中心连线L1的夹角为15度、30度和45度；如图4、图5-1、图5-2、图5-3和图5-4所示。
所述固定支持柱1和所述可旋转支撑柱7之间通过在所述固定板3上的两个第一通孔和所述角度固定板4上的其中一组第二通孔中设置的固定板连接螺栓5连接。
如图6和图7所示，每个管道模型卡板8包括由对接的两个半片组成的板体，所述板体的对接处设有支撑孔，两个半片的上端通过螺丝与所述可转动支持柱7固定，两个半片的下端通过螺丝与一卡板固定板9固定；四个管道模型卡板8上支撑孔的轴线与板体厚度方向的夹角分别为0度、15度、30度和45度，如图8-1、图8-2、图8-3、图9-1、图9-2和图9-3所示。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (1)

1.一种用于多跨海底管道涡激振动试验的多跨支撑装置，包括固定支持柱(1)、可旋转支撑柱(7)和多个管道模型支撑卡板(8)；其特征在于：
所述固定支撑柱(1)的顶部和中部分别设有连接板(2)，所述固定支撑柱(1)的底部固定有固定板(3)，所述固定板(3)与所述固定支撑柱(1)呈垂直布置，所述固定板(3)上设有两个第一通孔；
所述可转动支持柱(7)的顶部固定有角度固定板(4)，所述可转动支持柱(7)的中部两侧焊接有绳索加固结构，所述可转动支持柱(7)的底部与一个管道模型卡板(8)连接；
所述角度固定板(4)上设有两个为一组的四组第二通孔，所述角度固定板(4)上第二通孔与所述固定板(3)上第一通孔的位置关系是：每组第二通孔与两个第一通孔的中心距相同，四组第二通孔的中心连线汇交与点A，所述点A与每组第二通孔的中心连线的中点重合，四组第二通孔的中心连线分别记为中心连线L1、中心连线L2、中心连线L3和中心连线L4，所述中心连线L1与两个第一通孔的中心连线的水平投影重合，中心连线L2、中心连线L3和中心连线L4依次与中心连线L1的夹角为15度、30度和45度；
所述固定支持柱(1)和所述可旋转支撑柱(7)之间通过在所述固定板(3)上的两个第一通孔和所述角度固定板(4)上的其中一组第二通孔中设置的固定板连接螺栓(5)连接；
每个管道模型卡板(8)包括由对接的两个半片组成的板体，所述板体的对接处设有支撑孔，两个半片的上端通过螺丝与所述可转动支持柱(7)固定，两个半片的下端通过螺丝与一卡板固定板(9)固定；四个管道模型卡板(8)上支撑孔的轴线与板体厚度方向的夹角分别为0度、15度、30度和45度。
CN201510401524.6A 2015-07-09 2015-07-09 一种用于多跨海底管道涡激振动试验的多跨支撑装置 Expired - Fee Related CN104990681B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510401524.6A CN104990681B (zh) 2015-07-09 2015-07-09 一种用于多跨海底管道涡激振动试验的多跨支撑装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510401524.6A CN104990681B (zh) 2015-07-09 2015-07-09 一种用于多跨海底管道涡激振动试验的多跨支撑装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104990681A true CN104990681A (zh) 2015-10-21
CN104990681B CN104990681B (zh) 2018-02-23

Family

ID=54302523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510401524.6A Expired - Fee Related CN104990681B (zh) 2015-07-09 2015-07-09 一种用于多跨海底管道涡激振动试验的多跨支撑装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104990681B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105973553A (zh) * 2016-05-07 2016-09-28 天津大学 一种土体-海底多跨管道-海流多场耦合作用的实验系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8814336D0 (en) * 1988-06-16 1988-07-20 British Petroleum Co Plc Method for measuring property of pipeline
CN102147321A (zh) * 2011-01-12 2011-08-10 中国海洋石油总公司 一种海底管道均匀流涡激振动模拟试验装置
CN202033164U (zh) * 2011-01-12 2011-11-09 中国海洋石油总公司 一种海底管道均匀流涡激振动模拟试验装置
CN203929357U (zh) * 2014-07-09 2014-11-05 哈尔滨工程大学 一种可实现非线性边界条件的刚性圆柱涡激振动试验装置
WO2015017792A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-05 Lord Corporation Method for suppression of resonant vibrations in subsea pipelines
CN205175638U (zh) * 2015-07-09 2016-04-20 天津大学 一种用于多跨海底管道涡激振动试验的多跨支撑装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8814336D0 (en) * 1988-06-16 1988-07-20 British Petroleum Co Plc Method for measuring property of pipeline
CN102147321A (zh) * 2011-01-12 2011-08-10 中国海洋石油总公司 一种海底管道均匀流涡激振动模拟试验装置
CN202033164U (zh) * 2011-01-12 2011-11-09 中国海洋石油总公司 一种海底管道均匀流涡激振动模拟试验装置
WO2015017792A1 (en) * 2013-08-01 2015-02-05 Lord Corporation Method for suppression of resonant vibrations in subsea pipelines
CN203929357U (zh) * 2014-07-09 2014-11-05 哈尔滨工程大学 一种可实现非线性边界条件的刚性圆柱涡激振动试验装置
CN205175638U (zh) * 2015-07-09 2016-04-20 天津大学 一种用于多跨海底管道涡激振动试验的多跨支撑装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LI XIAOCHAO: ""Experimental investigation of vortex-induced vibrations of long free spans near seabed"", 《SCIENCE CHINA TECHNOLOGICAL SCIENCES》 *
吴明亮: ""多跨海底管线安全可靠性评估研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I期》 *
李明明: ""深水多跨管道VIV疲劳评估"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 基础科学辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105973553A (zh) * 2016-05-07 2016-09-28 天津大学 一种土体-海底多跨管道-海流多场耦合作用的实验系统
CN105973553B (zh) * 2016-05-07 2018-07-13 天津大学 一种土体-海底多跨管道-海流多场耦合作用的实验系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN104990681B (zh) 2018-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6498604B2 (ja) 特に風力エネルギー利用に適用される浮体式テンションレグ・プラットフォーム
Sui et al. VIV suppression for a large mass-damping cylinder attached with helical strakes
Zhu et al. Dynamic analysis of a floating spherical buoy fastened by mooring cables
CN105222969B (zh) 倾角阶梯来流海洋立管涡激‑参激耦合振动试验装置
CN104048810A (zh) 一种可实现非线性边界条件的刚性圆柱涡激振动试验装置
CN106088360B (zh) 一种大跨度单榀桁架双管下弦连接节点及桁架结构
CN205175638U (zh) 一种用于多跨海底管道涡激振动试验的多跨支撑装置
CN102636326B (zh) 一种深水立管尾流振动试验方法
CN104990681A (zh) 一种用于多跨海底管道涡激振动试验的多跨支撑装置
CN104990686A (zh) 垂直均匀来流条件多跨海底管道涡激振动试验装置
CN103105281A (zh) 一种用于研究顶张力作用下海洋立管干涉规律的试验装置
CN105241623A (zh) 局部流速增大倾角阶梯来流海洋立管涡激振动试验装置
CN105300636B (zh) 局部流速增大倾角来流海洋立管束涡激振动试验装置
CN102661838B (zh) 一种用于研究深水立管尾流振动的试验装置
CN105203282B (zh) 局部流速增大倾角阶梯流海洋立管束涡激振动试验装置
CN203929357U (zh) 一种可实现非线性边界条件的刚性圆柱涡激振动试验装置
CN203011669U (zh) 一种用于研究顶张力作用下海洋立管干涉规律的试验装置
CN105203298A (zh) 倾角局部流速增大来流海洋立管涡激振动试验装置
CN105157939A (zh) 倾角均匀来流条件多跨海底管道涡激振动试验装置
CN105203280A (zh) 局部流速增大垂直来流多跨海底管道涡激振动试验装置
CN105203281A (zh) 局部流速增大倾角来流多跨海底管道涡激振动试验装置
CN205175637U (zh) 倾角均匀来流条件多跨海底管道涡激振动试验装置
CN104480959A (zh) 通用型塔吊支撑座
CN204456114U (zh) 一种稳固结构
CN208633814U (zh) 一种浅水区域测井导向装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 300350 District, Jinnan District, Tianjin Haihe Education Park, 135 beautiful road, Beiyang campus of Tianjin University

Applicant after: Tianjin University

Address before: 300072 Tianjin City, Nankai District Wei Jin Road No. 92

Applicant before: Tianjin University

CB02 Change of applicant information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Lu Yan

Inventor after: Zhou Lidan

Inventor after: Cui Mei

Inventor after: Ma Yexuan

Inventor before: Xu Wanhai

Inventor before: Lu Yan

Inventor before: Cui Mei

Inventor before: Ma Yexuan

CB03 Change of inventor or designer information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180223

Termination date: 20200709

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee