CN204402389U - 一种附加可转尾流区导流干涉板的立管涡激振动抑制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种附加可转尾流区导流干涉板的立管涡激振动抑制装置，由尾流区导流干涉板和上、下两个旋转装置组成。旋转装置包括旋转装置固定件和旋转装置转动件两部分，通过旋转装置固定件的1/4圆弧形外凸圆环与旋转装置转动件的下沉台阶状圆环滑槽咬合，实现旋转装置带动干涉板转动，以适应流向反复的海流，同时利用尾流区导流干涉板的流动通道截面积的变化，改变流体动压、能分布，有效调配尾流区流体流动，从而破坏了立管后部的尾流流场，干扰其后方漩涡的形成和发展，实现涡激振动的抑制。

Description

一种附加可转尾流区导流干涉板的立管涡激振动抑制装置

技术领域

本实用新型属于海洋立管设施铺设技术领域，具体涉及一种附加可转尾流区导流干涉板的立管涡激振动抑制装置。

背景技术

近年来，陆上油气资源进入深度开采期，开采成本节节攀升，面对日益增长的油气资源需求量，大力开采海洋油气已势在必行。海洋立管是海洋油气开发过程中的关键部件，然而其所处的工况环境十分恶劣。当波、流绕过海洋立管时，会在立管后方形成交替脱落的漩涡，从而诱发立管振动，不同的海水流速会激发不同频率的漩涡，当漩涡脱落频率接近立管的固有频率时，将引发共振，从而加速立管疲劳破坏。一旦立管失效，将会直接造成巨大的经济损失，同时破坏海洋的生态环境，而这种破坏往往是灾难性的。

目前，国内外涡激振动抑制装置大致分为两种：主动控制和被动控制。主动控制相对于被动控制较为新颖，其原理是将外部扰动引入绕流场中从而影响漩涡脱落，如声激励系统、抽吸和喷吹、圆柱体旋转等，但主动抑制装置通常造价昂贵且安装复杂。被动控制通过改变结构表面的形状或者附加额外装置来使绕流场改变，从而影响漩涡的形成和脱落，如安装附属圆柱、分离盘、整流罩及飘带等，但目前的被动抑制装置一般固定安装在立管上，不能应对流向反复变化的海洋环境。

发明内容

本实用新型所要解决问题是针对现有海洋立管涡激振动抑制装置存在的不足，提供一种结构简单，性能可靠，现场安装方便，并能够应对来流方向变化的附加可转尾流区导流干涉板的立管涡激振动抑制装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种附加可转尾流区导流干涉板的立管涡激振动抑制装置由尾流区导流干涉板和上、下两个旋转装置组成。旋转装置包括旋转装置固定件和旋转装置转动件两部分。旋转装置固定件由对称的两半环钢质构件组成，其内径等于立管外径，在旋转装置固定件的外侧面加工有 一圈1/4圆弧形外凸圆环，旋转装置固定件从两侧套装在立管上，并使用螺栓连接固定。旋转装置转动件由转动件前半环钢质构件和转动件后半环钢质构件组成，其内径等于旋转装置固定件的外径，转动件前半环钢质构件与转动件后半环钢质构件的内侧面加工有与旋转装置固定件1/4圆弧形外凸圆环相对应的下沉台阶状圆环滑槽，下沉台阶状圆环滑槽横截面为正方形，边长等于1/4圆弧形外凸圆环半径，转动件后半环钢质构件的一侧端面开设有四个与尾流区导流干涉板插耳对接的干涉板插槽。旋转装置转动件套装在旋转装置固定件外，通过螺栓连接，并使下沉台阶状圆环滑槽咬合在1/4圆弧形外凸圆环上。尾流区导流干涉板包括两个外侧干涉板和两个内侧干涉板。内侧干涉板为一平直薄板，外侧干涉板为一Z字形转折薄板。在内侧干涉板及外侧干涉板上、下两个端面设有与转动件后半环钢质构件的干涉板插槽对应的插耳，在内侧干涉板及外侧干涉板上开有交错排列的干涉孔。干涉板通过插耳插入到转动件后半环钢质构件的干涉板插槽中进行连接安装。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本实用新型可实现受冲旋转，能够应对流向变化的海流；

2、本实用新型的尾流区导流干涉板由模具一次性加塑成型，可为立管提供一定的浮力。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图

图2为本实用新型旋转装置固定件结构示意图

图3为本实用新型旋转装置转动件结构示意图

图4为本实用新型旋转装置立体结构示意图

图5为A-A剖面示意图

图6为本实用新型尾流区导流干涉板示意图

图7为本实用新型横截面导流原理图

其中：1、立管；2、旋转装置固定件；3、转动件前半环钢质构件；4、转动件后半环钢质构件；5、外侧干涉板；6、内侧干涉板；7、干涉孔；8、干涉板插槽；9、下沉台阶状圆环滑槽；10、1/4圆弧形外凸圆环；11、插耳。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施作进一步描述。

本实用新型由尾流区导流干涉板和上、下两个旋转装置组成，如图1、图4、图5所示。

如图4所示，旋转装置包括旋转装置固定件2和旋转装置转动件两部分。如图7所示，旋转装置固定件2由对称的两半环钢质构件组成，其内径等于立管1外径，在旋转装置固定件2的外侧面加工有一圈1/4圆弧形外凸圆环10。旋转装置固定件2从两侧套装在立管1上，并使用螺栓连接固定。如图3所示，旋转装置转动件由转动件前半环钢质构件3和转动件后半环钢质构件4组成，其内径等于旋转装置固定件2的外径，转动件前半环钢质构件3与转动件后半环钢质构件4的内侧面加工有与旋转装置固定件2的1/4圆弧形外凸圆环10相对应的下沉台阶状圆环滑槽9，下沉台阶状圆环滑槽9横截面为正方形，边长等于1/4圆弧形外凸圆环10的半径，转动件后半环钢质构件4的一侧端面开设有四个与尾流区导流干涉板插耳11对接的干涉板插槽8。旋转装置转动件套装在旋转装置固定件2外，通过螺栓连接，并使下沉台阶状圆环滑槽9咬合在1/4圆弧形外凸圆环10上，如图5所示。

如图6所示，尾流区导流干涉板包括两个外侧干涉板5和两个内侧干涉板6。内侧干涉板6为一平直薄板，外侧干涉板5为一Z字形转折薄板，如图7所示。在内侧干涉板6及外侧干涉板5上、下两个端面设有与转动件后半环钢质构件4的干涉板插槽8对应的插耳11，在内侧干涉板6及外侧干涉板5上开有交错排列的干涉孔7。干涉板通过插耳11插入到转动件后半环钢质构件4的干涉板插槽8中进行连接安装。

具体实施例：

首先安装下部旋转装置，令下部旋转装置固定件2上的1/4圆弧形外凸圆环10的弧面朝上，通过螺栓连接套装在立管1上；在下部旋转装置固定件2外套装旋转装置转动件，并使下沉台阶状圆环滑槽9咬合在1/4圆弧形外凸圆环10上，通过螺栓连接下部旋转装置的转动件前半环钢质构件3和转动件后半环钢质构件4。将内侧干涉板6与外侧干涉板5下端的插耳11插入下部旋转装置的转动件后半环钢质构件4的干涉板插槽8。然后安装上部旋转装置，令上部旋转装置固定件2上的1/4圆弧形外凸圆环10的弧面朝下，通过螺栓连接套装在立管1上；在上部旋转装置固定件2外套装旋转装置转动件，并使下沉台阶状圆环滑槽9咬合在1/4圆弧形外凸圆环10上，通过螺栓连接上部旋转装置的转动件前半环钢质构件3和转动件后半环钢质构件4。最后，将导流干涉板上端的插耳11插入上部旋转装置的转动件后半环钢质构件4的干涉板插槽8。

装置安装完毕后，将立管1置于海水中。在旋转装置固定件2的1/4圆弧形外凸圆环10和旋转装置转动件下沉台阶状圆环滑槽9的配合下，实现尾流区导流干涉板受海流冲击而旋转。在尾流区导流干涉板达到平衡后，当绕流流入Z字形的外侧干涉板6与内侧干涉板5组成的缝隙通道时，由于过流断面的减小，使缝隙通道中的海流流速增加，压强相应减小，从 而将两内侧干涉板5之间区域以及两外侧干涉板6以外区域的海流通过干涉孔7吸入到外侧干涉板6与内侧干涉板5组成的缝隙通道中，有效破坏了立管1后部的尾流流场，干扰其后方漩涡的形成和发展，以实现涡激振动的抑制。

Claims (1)

1.一种附加可转尾流区导流干涉板的立管涡激振动抑制装置，其特征在于：所述的一种附加可转尾流区导流干涉板的立管涡激振动抑制装置由尾流区导流干涉板和上、下两个旋转装置组成；尾流区导流干涉板包括两个外侧干涉板(5)和两个内侧干涉板(6)；内侧干涉板(6)为一平直薄板，外侧干涉板(5)为一Z字形转折薄板；在内侧干涉板(6)及外侧干涉板(5)上下两个端面设有与转动件后半环钢质构件(4)上干涉板插槽(8)对应的插耳(11)，在内侧干涉板(6)及外侧干涉板(5)上开有交错排列的干涉孔(7)；干涉板通过插耳(11)插入到转动件后半环钢质构件(4)的干涉板插槽(8)中进行连接安装。