一种整流罩和主动抑制结合的隔水管涡激振动抑制装置的制作方法

本实用新型涉及一种整流罩和主动抑制结合的隔水管涡激振动抑制装置，属于海洋立管设施技术领域。

背景技术：

由于海洋油气开采向深水推进，深水环境中的立管可视为细长柔性结构，小变形理论不再适用，这使得立管的涡激振动问题更加突出。作为连接井口和上部海洋平台的关键通道，其服役的可靠性对于海洋油气钻采的安全运行具有十分重要的意义。处于波流环境下的隔水管安全服役的最大宿敌就是涡激振动，尤其是海水绕流形成的漩涡脱落频率与海洋隔水管固有频率相近引发的共振，更是加速了海洋隔水管的疲劳破坏。一旦隔水管失效，不仅会造成巨大的经济损失，还会对局部海洋环境造成灾难性的破坏。

现有的涡激振动抑制装置分为主动抑制和被动抑制两种，其中，被动抑制装置主要有螺旋列板、分离盘、整流罩、绕流飘带、附属圆柱等，尽管被动抑制装置可以达到较好的涡激振动抑制效果，但大多不能应对任意方向来流，适用范围局限。而主动抑制装置需要额外的动力消耗，安装复杂，工序繁多，尚未达到推广要求。因此，针对海洋隔水管所处的复杂多变深水环境，设计一种自适应不同来流方向的抑制装置，显得十分必要。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供结构简单，安装方便，能够根据来流方向自适应调整的整流罩和主动抑制结合的隔水管涡激振动抑制装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种整流罩和主动抑制结合的隔水管涡激振动抑制装置，包括整流罩、主动抑制圆柱，所述整流罩外的流线面轴向设有主动抑制圆柱安装槽；所述主动抑制圆柱两端具有转轴，所述主动抑制圆柱通过转轴安装在主动抑制圆柱安装槽内。

进一步的是，所述整流罩包括两个对称的整流罩套筒，所述整流罩套筒的端部具有半圆端部卡环，所述整流罩套筒和半圆端部卡环为一体成型，所述半圆端部卡环上设有内嵌螺栓连接孔，所述两个对称的整流罩套筒之间通过螺栓连接。

进一步的是，所述主动抑制圆柱安装槽的个数为2个，所述主动抑制圆柱安装槽对称布置在整流罩外的流线面上。

进一步的是，所述半圆端部卡环内嵌钢珠，以利于整流罩根据来流方向进行旋转。

进一步的是，所述整流罩内设有小型驱动电机安装槽位，所述小型驱动电机安装槽位内安装有内置小型驱动电机，所述内置小型驱动电机与主动抑制圆柱的转轴通过齿轮传动连接，所述主动抑制圆柱随内置小型驱动电机进行旋转。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本实用新型将整流罩的被动抑制与旋转圆柱的主动抑制相结合，互相弥补了主动和被动抑制的缺陷，能对任意方向来流，做出自适应的旋转调整及主动抑制圆柱转速调整，有效减缓不同来流方向引发的涡激振动，适应于流向频繁变化的深海环境，大大延长了隔水管的使用寿命；

2、本实用新型的大部分装置由塑料制造而成，能大幅降低成本，简化制造工艺，不易腐蚀和损坏，可以重复使用，由于整流罩为中空结构，也可以为隔水管提供一定的浮力；

3、将小型驱动电机内置于套筒内，减缓了电机的腐蚀损坏，延长了电机的使用寿命；

4、本实用新型直接套装在隔水管的外表面，安装简便。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为实施例中整流罩的内侧结构示意图；

图3为实施例中主动抑制圆柱的结构示意图；

图4为实施例中端部卡环示意图。

图中所示：1-隔水管，2-整流罩，3-半圆端部卡环，4-主动抑制圆柱，5- 小型驱动电机安装槽位,6-转轴，7-连接孔，8-钢珠。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

如图1所示，本实用新型的一种整流罩和主动抑制结合的隔水管涡激振动抑制装置，包括整流罩2、主动抑制圆柱4，所述整流罩2外的流线面上轴向设有主动抑制圆柱4安装槽；所述主动抑制圆柱4两端伸出转轴6(转轴6和主动抑制圆柱4为一体成型)，所述主动抑制圆柱4通过转轴6安装在主动抑制圆柱安装槽内。

本实用新型在实际使用时，将整流罩2套装在隔水管1上并连接线缆即可，放入水中后，由于在迎流方向压力较大，背流方向存在低压区，整流罩2发生旋转，改变了隔水管1周围的流场，有效的抑制了绕流漩涡的形成和发展，从而实现了涡激振动的被动抑制；主动抑制圆柱4可以针对不同的海洋工况，通过调节其自转速度，进一步减缓来流方向引发的涡激振动，适应于海流速度频繁变化的深海环境，大大延长了隔水管1的使用寿命，所述主动抑制圆柱安装槽的个数为2个，所述主动抑制圆柱安装槽对称布置在整流罩2外的流线面上。而且本实用新型的大部分装置可由塑料制造而成，能大幅降低成本，简化制造工艺，不易腐蚀和损坏，可以重复使用，整流罩2的中空结构也可以为隔水管1 提供一定的浮力。

本实用新型在使用时整流罩2需安装在隔水管1上，为了便于安装，因此优选的实施方式如下，所述整流罩2包括两个对称的整流罩套筒，所述整流罩套筒的端部具有半圆端部卡环3，所述整流罩套筒和半圆端部卡环3为一体成型，所述半圆端部卡环3上设有内嵌螺栓连接孔7，所述两个对称的整流罩套筒之间通过螺栓连接。这样本实用新型在安装时，只需将两个对称的整流罩套筒套在隔水管1上，再拧紧螺栓即完成安装，该结构安装简便。所述端部卡环3内嵌钢珠8，以利于整流罩2根据来流方向绕隔水管1进行旋转。

为了保护电机，优选的实施方式是，所述整流罩2内设有小型驱动电机安装槽位5，所述小型驱动电机安装槽位5内安装有内置小型驱动电机，所述内置小型驱动电机与主动抑制圆柱4的转轴6通过齿轮传动连接，所述主动抑制圆柱4随内置小型驱动电机进行旋转。将小型驱动电机内置于套筒内，减缓了电机的腐蚀损坏，延长了电机的使用寿命。