一种尾部叶片随流摆动的立管涡激振动抑制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于海洋立管设施铺设技术领域，具体涉及一种尾部叶片随流摆动的立管涡激振动抑制装置。
【背景技术】
[0002]随着我国经济深化改革的不断推进，大力发展海洋经济已势在必行，海洋油气资源作为海洋经济的主要发力点，已受到高度重视。海洋立管作为海洋油气输送的主要通道，是海洋油气开采不可或缺的重要部件。但立管长期处于复杂多变的海流环境中，海流绕经立管时会产生周期性交替泄放的旋涡，造成交变的升阻力，从而引起立管的振动。当立管振动频率与旋涡泄放频率相近时会弓I发共振，从而加速立管的疲劳损坏。因此，立管涡激振动的抑制是关系能否安全开采海洋油气的关键。
[0003]现有的立管涡激振动装置包括主动和被动两种，主动抑制装置结构复杂且需要消耗外部能量，被动抑制装置往往固定不动、效果有限。将两者有机结合，利用取之不竭的海流能将是提高抑制效果的有利举措。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的问题是针对现有立管涡激振动抑制装置存在的不足，提供一种无能耗、结构简单的尾部叶片随流摆动的立管涡激振动抑制装置。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种尾部叶片随流摆动的立管涡激振动抑制装置，由上、下两个固定单元和三个导流片组成。固定单元由前部固定件和尾部固定件组成，前部固定件为一半环状构件，尾部固定件为一外拱壁连有三根长方体支撑条的半环状构件，其三根长方体支撑条均匀布置于尾部固定件的外拱壁。前部固定件和尾部固定件从两侧套装于立管外壁，通过螺栓对接固定，从而形成一个固定单元。在立管外壁间隔一个导流片高度的位置分别安装上、下两个固定单元，并在上固定单元尾部固定件的长方体支撑条顶端开有向下的圆形插孔，在下固定单元尾部固定件的长方体支撑条顶端开有向上的圆形插孔。导流片为S型小振幅波状板，其横截面为一个周期的正弦波状。在导流片两端对应正弦波起点的位置加工有圆柱状插销，三根导流片的两端插销分别插入上、下固定单元三根长方体支撑条的插孔中，使得三根导流片垂直位于上、下两个固定单元之间。
[0007]所述的长方体支撑条的长度为立管直径D的0.2?0.3倍;所述的导流片横截面正弦波的波高为0.05?0.10D，波长为1.0?1.5D;所述的插销高度小于插孔深度，插销外径小于插孔孔径。
[0008]本实用新型由于采用以上技术方案，其具有以下优点:
[0009]1、本实用新型导流片的插销高度小于插孔深度，插销外径小于插孔孔径，使得导流片存在自由活动的空间，在海流的冲击下会随流摆动，从而扰乱立管尾部旋涡的形成，达到涡激振动抑制的效果；
[0010]2、本实用新型装置整体结构简单，成本低，安装方便。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型整体结构示意图
[0012]图2为本实用新型尾部固定件结构示意图
[0013]图3为本实用新型导流片结构示意图
[0014]图4为本实用新型横截面导流原理图
[0015]其中:1、立管;2、前部固定件;3、尾部固定件;4、导流片;5、长方体支撑条;6、插孔；
7、插销。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型的具体实施作进一步描述:
[0017]如图1所示，一种尾部叶片随流摆动的立管涡激振动抑制装置，由上、下两个固定单元和三个导流片4组成。固定单元由前部固定件2和尾部固定件3组成，前部固定件2为一半环状构件，如图2所示，尾部固定件3为一外拱壁连有三根长方体支撑条5的半环状构件，其三根长方体支撑条5均匀布置于尾部固定件3的外拱壁。前部固定件2和尾部固定件3从两侧套装于立管I外壁，通过螺栓对接固定，从而形成一个固定单元。在立管I外壁间隔一个导流片4高度的位置分别安装上、下两个固定单元，并在上固定单元尾部固定件3的长方体支撑条5顶端开有向下的圆形插孔6，在下固定单元尾部固定件3的长方体支撑条5顶端开有向上的圆形插孔6。如图3所示，导流片4为S型小振幅波状板，其横截面为一个周期的正弦波状。在导流片4两端对应正弦波起点的位置加工有圆柱状插销7，三根导流片4的两端插销7分别插入上、下固定单元三根长方体支撑条5的插孔6中，使得三根导流片4垂直位于上、下两个固定单元之间。
[0018]所述的长方体支撑条5的长度为立管I直径D的0.2?0.3倍;所述的导流片4横截面正弦波的波高为0.05?0.10D，波长为1.0?1.所述的插销7高度小于插孔6深度，插销7外径小于插孔6孔径。
[0019]实施例:
[0020]安装本装置时，首先安装下固定单元，将前部固定件2和尾部固定件3从两侧套装于立管I外壁，通过螺栓连接固定，并使尾部固定件3长方体支撑条5顶端的圆形插孔6开口向上。将三根导流片4的一端插销7分别插入下固定单元三根长方体支撑条5的插孔6中。然后，安装上固定单元，同样将前部固定件2和尾部固定件3从两侧套装于立管I外壁，通过螺栓连接固定，使尾部固定件3长方体支撑条5顶端的圆形插孔6开口向下，并将三根导流片4的另一端插销7插入上固定单元三根长方体支撑条5对应的插孔6中，从而使得三根导流片4垂直位于上、下两个固定单元之间。
[0021]安装完成后，将本装置置于海水中，由于导流片4插销7的高度小于插孔6的深度，插销7的外径小于插孔6的孔径，使得导流片4存在自由活动的空间，如图4所示，在海流的冲击下S型波状导流片4会随流摆动，从而扰乱立管I尾部旋涡的形成，达到涡激振动抑制的效果O
【主权项】
1.一种尾部叶片随流摆动的立管涡激振动抑制装置，其特征在于:由上、下两个固定单元和三个导流片(4)组成；固定单元由前部固定件(2)和尾部固定件(3)组成，前部固定件(2)为一半环状构件，尾部固定件(3)为一外拱壁连有三根长方体支撑条(5)的半环状构件，其三根长方体支撑条(5)均匀布置于尾部固定件(3)的外拱壁;前部固定件(2)和尾部固定件(3)从两侧套装于立管(I)外壁，通过螺栓对接固定，从而形成一个固定单元;在立管(I)外壁间隔一个导流片(4)高度的位置分别安装上、下两个固定单元，并在上固定单元尾部固定件(3)的长方体支撑条(5)顶端开有向下的圆形插孔(6)，在下固定单元尾部固定件(3)的长方体支撑条(5)顶端开有向上的圆形插孔(6);导流片(4)为S型小振幅波状板，其横截面为一个周期的正弦波状;在导流片(4)两端对应正弦波起点的位置加工有圆柱状插销(7)，三根导流片(4)的两端插销(7)分别插入上、下固定单元三根长方体支撑条(5)的插孔(6)中，使得三根导流片(4)垂直位于上、下两个固定单元之间。2.如权利要求1所述的一种尾部叶片随流摆动的立管涡激振动抑制装置，其特征在于:长方体支撑条(5)的长度为立管(I)直径D的0.2?0.3倍;导流片(4)横截面正弦波的波高为0.05?0.100，波长为1.0?1.?。3.如权利要求1所述的一种尾部叶片随流摆动的立管涡激振动抑制装置，其特征在于:插销(7)高度小于插孔(6)深度，插销(7)外径小于插孔(6)孔径。
【专利摘要】本实用新型涉及一种尾部叶片随流摆动的立管涡激振动抑制装置，由上、下两个固定单元和三个导流片组成。固定单元由前部固定件和尾部固定件通过螺栓对接而成，尾部固定件外拱壁设三根长方体支撑条，其顶端开有插孔。三根S型波状导流片的两端插销分别插入上、下固定单元长方体支撑条的插孔中，使得三根导流片垂直位于上、下两个固定单元之间。由于导流片插销高度小于插孔深度，插销外径小于插孔孔径，使得导流片存在自由活动空间，在海流冲击下导流片会随流摆动，扰乱立管尾部旋涡的形成，从而达到涡激振动抑制的效果。
【IPC分类】F15D1/00, E21B17/10, E21B17/01
【公开号】CN205277330
【申请号】CN201620005636
【发明人】朱红钧, 王健, 廖梓行, 孙兆鑫, 唐有波, 姚杰
【申请人】西南石油大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月4日