一种自动变形响应的隔水管涡激振动抑制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种自动变形响应的隔水管涡激振动抑制装置，由卡抱模块以及可变形套筒两部分组装而成，卡抱模块包括卡环以及压杆，可变形套筒为乳胶材料制作而成的圆筒。本装置放入水后，由于在迎流方向压力较大，背流方向存在低压区，可变形套筒发生自适应变形，呈流线型的环绕隔水管，改变了隔水管周围的流场，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抑制。本实用新型装置制造简单，成本低廉，可重复使用，还可为隔水管提供一定的浮力。
【专利说明】一种自动变形响应的隔水管涡激振动抑制装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于海洋隔水管设施铺设【技术领域】，具体涉及一种自动变形响应的隔 水管涡激振动抑制装置。
【背景技术】
[0002] 深水油气开采不可避免的承受复杂多变的海洋波流水动力环境，暴露在深水中的 海洋隔水管具有较大的长细比，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。
[0003] 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。
【发明内容】
[0004] 本实用新型所要解决问题是针对现有海洋隔水管涡激振动抑制装置存在的不足， 提供一种结构简单，安装方便，能够根据来流方向自适应调整的隔水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] -种自动变形响应的隔水管涡激振动抑制装置由卡抱模块以及可变形套筒两部 分组装而成，其中卡抱模块包括上、下两个卡环以及插装于上、下两个卡环间的六根压杆。 其中所述卡环内径等于隔水管外径，卡环一端面沿周向均匀开设六个用于插放压杆的插 孔，插孔均为盲通孔。一个卡环由关于相邻插孔中分线对称的两个半环组成，在两个半环接 触的端面上设置用于连接的螺栓孔，通过螺栓连接形成一个完整的卡环。压杆为圆柱体，其 外径和卡环上插孔的内径相等。可变形套筒为乳胶材料制作而成的圆筒，其内径等于隔水 管外径，外径大于卡环外径，高度等于上、下两个卡环的间距。
[0007] 所述的可变形套筒安装完成后，在压杆挤压下呈外凸状态；浸入海水后，可变形套 筒在海流冲击作用下会发生形状的自适应调整。
[0008] 本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0009] 1、本实用新型可以应对任意方向来流，做出形状的自适应调整，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；
[0010] 2、本实用新型装置制造简单，成本低廉，可重复使用，还可为隔水管提供一定的浮 力。
【专利附图】
【附图说明】 toon] 图1为本实用新型的立体结构示意图
[0012] 图2为本实用新型1/2卡抱模块示意图
[0013] 图3为本实用新型安装后的截面图
[0014] 图4为本实用新型受水流冲击的示意图
[0015] 其中：1.隔水管；2.卡环；3.可变形套筒；4.压杆。
【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] 本实用新型装置由卡抱模块以及可变形套筒3两部分组装而成，如图1、图2、图3、 图4所示，其中卡抱模块包括上、下两个卡环2以及插装于上、下两个卡环2间的六根压杆 4。
[0018] 如图1所示，所述卡环2内径等于隔水管1外径，卡环一 2端面沿周向均匀开设六 个用于插放压杆4的插孔，插孔均为盲通孔。一个卡环2由关于相邻插孔中分线对称的两 个半环组成，在两个半环2接触的端面上设置用于连接的螺栓孔，通过螺栓连接形成一个 完整的卡环2。压杆4为圆柱体，其外径和卡环2上插孔的内径相等。可变形套筒3为乳胶 材料制作而成的圆筒，其内径等于隔水管1外径，外径大于卡环2外径，高度等于上、下两个 卡环2的间距。
[0019] 如图2所示，实际安装时，先安装卡抱模块。取三根压杆4分别插入上、下两个半 卡环2的插孔中，形成1/2的卡抱模块，同理安装另外1/2的卡抱模块。然后将可变形套筒 3套装于隔水管1外，从两侧将两个1/2卡抱装置套装于可变形套筒3上，最后通过螺栓连 接固定。
[0020] 如图3所示，整个装置完成后，可变形套筒3的外径大于卡环2外径，在压杆4的 挤压下可变形套筒3呈现为外凸的状态；如图4所示，装置放入水中后，由于在迎流方向压 力较大，背流方向存在低压区，可变形套筒3发生变形，呈流线型的环绕隔水管1，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抑制。
[0021] 具体实施例：
[0022] 根据实际隔水管1的长度以及当地波浪、海流统计情况，可以按照一定的数量以 及间距安装该装置，从而更好地对涡激振动进行抑制。
[0023] 实际安装时，先安装卡抱模块。取三根压杆4分别插入上、下两个半卡环2的插孔 中，形成1/2的卡抱模块，同理安装另外1/2的卡抱模块。然后将可变形套筒3套装于隔水 管1外，从两侧将两个1/2卡抱装置套装于可变形套筒3上，最后通过螺栓连接固定。
[0024] 整个装置完成后，可变形套筒3的外径大于卡环2外径，在压杆4的挤压下可变形 套筒3呈现为外凸的状态；如图4所示，装置放入水中后，由于在迎流方向压力较大，背流方 向出现低压区，可变形套筒3发生变形，呈流线型的环绕隔水管1，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抑制。
【权利要求】
1. 一种自动变形响应的隔水管涡激振动抑制装置，由卡抱模块以及可变形套筒（3)两 部分组装而成，其中卡抱模块包括上、下两个卡环（2)以及插装于上、下两个卡环（2)间的 六根压杆（4);卡环（2)内径等于隔水管（1)外径，卡环（2) -端面沿周向均匀开设六个用 于插放压杆（4)的插孔，插孔均为盲通孔；一个卡环（2)由关于相邻插孔中分线对称的两个 半环组成，在两个半环接触的端面上设置用于连接的螺栓孔，通过螺栓连接形成一个完整 的卡环（2);压杆（4)为圆柱体，其外径和卡环（2)上插孔的内径相等；可变形套筒（3)为乳 胶材料制作而成的圆筒，其内径等于隔水管（1)外径，外径大于卡环（2)外径，高度等于上、 下两个卡环（2)的间距。
【文档编号】E21B17/10GK203867488SQ201420246409
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】朱红钧, 赵洪南, 巴彬, 唐有波, 王健, 姚杰 申请人:西南石油大学