一种用于钻井船月池内部的减阻装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于钻井船月池内部的减阻装置，包括设置在钻井船船舯部分上的垂向贯通式开口的月池结构，在所述月池结构的前方设置有倾斜式楔形导流块，倾斜式楔形导流块的垂直面与月池结构的前沿重合，所述月池结构的后方设置有楔形切槽，且所述楔形切槽的垂直面与月池结构的后沿重合，所述月池结构的后沿上设置有两个三角形阻荡装置，且两个三角形阻荡装置一上一下设置在楔形切槽的垂直面的上方。本实用新型专利技术可以减小钻井船的阻力，提高钻井船在航行过程中的经济性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种减阻装置，尤其涉及一种用于钻井船月池内部的减阻装置，属于船舶与海洋工程领域。
技术介绍
随着陆地能源的消耗，人们的目光开始从陆地转向海洋。开发海洋油气资源，需要进行勘探、钻井与生产的工作。其中，钻井船在海洋油气钻井工作中发挥着重要的作用。钻井船是一种船型浮式海上钻井平台，航行方式主要有自航式与拖航式两种，可以装配多种钻井所需的设备。与常规船型不同的是，钻井船一般在船舯附近会有一个较大的垂向贯通式开口，这种结构被称之为月池结构，会对钻井船的结构、运动与迀移自航阻力等方面产生诸多不利的影响。月池内流体的振荡主要有两种形式，一种是沿着船体垂向的运动，称之为活塞运动；另一种是沿着船长方向的运动，称之为晃荡运动。月池内流体在运动的过程中，首先在月池的前沿处产生漩涡，这个漩涡逐渐发展，并向着月池的后沿处进行运动，在到达月池后沿处时，将会形成一个占据了月池内部大部分空间的大涡，之后月池的前沿继续产生漩涡，并不断重复这一过程。就阻力而言，有月池时的阻力会明显大于无月池时的自航阻力，这是由于月池内流体的振荡产生的附加阻尼所引起的。从激励方式来分析，引起月池内的流体运动主要有两种原因。第一种，当钻井船在静水中运动时，流体在月池中的运动，流体在经过月池底部时，由于船体结构的突然中断，使得流体向着月池内部方向进行流动，并伴有漩涡的产生，又由于漩涡的存在，加剧了月池内流体流动的不稳定性，并产生了较大的附加阻力。第二种，当钻井船在波浪中运动时，月池内的流体受到波浪的诱导产生运动。与引发月池内流体振荡的原因相对应，减小钻井船阻力的方法主要有两种。第一种方法的原理主要是，通过改变并引导月池口处流体的运动状态来达到减阻的效果。第二种方法的原理主要是通过在月池内加装板类的装置，增加流动的阻尼，来阻碍流体的运动，从而达到减阻的目的。
技术实现思路
本技术的目的是为了减小钻井船的阻力，提高钻井船在航行过程中的经济性而提供一种用于钻井船月池内部的减阻装置。本技术的目的是这样实现的:包括设置在钻井船船舯部分上的垂向贯通式开口的月池结构，在所述月池结构的前方设置有倾斜式楔形导流块，倾斜式楔形导流块的垂直面与月池结构的前沿重合，所述月池结构的后方设置有楔形切槽，且所述楔形切槽的垂直面与月池结构的后沿重合，所述月池结构的后沿上设置有两个三角形阻荡装置，且两个三角形阻荡装置一上一下设置在楔形切槽的垂直面的上方。本技术还包括这样一些结构特征:1.所述倾斜式楔形导流块的楔形角是8°至12°的锐角，倾斜式楔形导流块的长度时月池结构长度的15%至25%，倾斜式楔形导流块的宽度与月池结构的宽度相同。2.所述楔形切槽的楔形角是8°至12°的锐角，楔形切槽的长度时月池结构长度的15%至25%，楔形切槽的宽度与月池结构的宽度相同。3.所述三角形阻荡装置的截面是等腰直角三角形，且等腰直角三角形的边长是月池结构的长度的7 %至10 %，三角形阻荡装置的宽度与月池结构的宽度相同，下方的三角形阻荡装置的水平直角边与楔形切槽和月池结构后沿交界处的距离是等腰直角三角形的边长的0%至50%，上方的三角形阻荡装置的水平直角边与下方的三角形阻荡装置的水平直角边的距离是等腰直角三角形的边长的125%至175%。与现有技术相比，本技术的有益效果是:1、通过倾斜式楔形导流块与楔形切槽有效的引导了月池附近的流体流动，有效地减小了月池前沿处的漩涡对月池内流体的影响。2、通过三角形阻荡装置下部的平边有效地阻碍了月池内部流体的流动，上部的斜边可以在月池内部液面变化时，流体能得以顺利流回到初始的位置，以增加流动阻尼的原理达到了减小钻井船阻力的效果。3、下阻荡装置安装位置在楔形切槽的上方，可以作为楔形切槽的延伸，增加引导的效果，上阻荡装置安装在下阻荡装置的上方可以有效阻碍流体的波动，使钻井船阻力减小。4、通过CFD的方法对该种减阻装置的减阻效果进行验证，模拟结果显示与不安装该种减阻装置相比，安装减阻装置的钻井船的阻力减小4.24%。5、该设计是一种被动型减阻装置，不影响钻井船的正常作业与设备投放，简单方便，是一种实用的减阻方案。【附图说明】图1是本技术的纵剖面侧视示意图；图2是本技术的仰视图；图3是本技术的倾斜式楔形导流块的结构示意图；图4是本技术的三角形阻荡装置的结构示意图(上方三角形阻荡装置);图5是本技术的三角形阻荡装置的结构示意图(下方三角形阻荡装置)。【具体实施方式】下面结合附图与【具体实施方式】对本技术作进一步详细描述。结合图1至图5，本技术涉及一种月池内钻井船的减阻装置，由一个倾斜式楔形导流块、两个三角形阻荡装置与一个楔形切槽组成，根据流体在月池内的运动状态，提出减阻的装置。首先倾斜式楔形导流块的安装位置在钻井船底部月池的前方，导流块垂直方向的直角边与月池的前沿重合，通过装置的角度改变流体流动的方向，引导月池周围流体的流动，减小月池外部的涡流对月池内部流体的影响，达到减阻效果。但是这种倾斜式楔形导流块的存在也会带来一些相反的效果，会对流体的流动产生阻碍效果，这种阻碍效果会引起钻井船阻力的增加，当阻碍作用大于引导作用时，会失去减阻的效果，因此取一个较小的角度(8°?12° )，长度为月池长度的15%?25%，宽度与月池同宽。布置楔形切槽的思想是通过在月池后沿处有角度的切槽来引导流体的流动，使一部分流体经过切槽的引导向月池的外部流动，减小月池外部流体对月池内部流体的影响，达到减阻效果，角度为8°?12°，长度为月池长度的15%?25%，宽度与月池同宽。两个三角形阻荡装置均布置在月池的后沿处，由与安装位置不同分为上阻荡装置与下阻荡装置，下阻荡装置水平方向直角边与楔形切槽月池交界边的距离为阻荡装置直角边尺寸的0%?25%，上阻荡装置水平方向直角边距离下阻荡装置水平方向直角边距离为阻荡装置直角边尺寸的125%?175%。两个阻荡装置的尺寸相同，角度为45°，长度与高度相等为月池长度的7%?10%，宽度与月池同宽。布置三角形阻挡装置的思路主要是通过三角形阻尼块下部的平边来阻止月池内部的流体流动，而其上部的斜边是为了在月池内部液面变化时，流体能得以顺利流回到初始的位置。下阻荡装置的安装位置在楔形切槽的上方，可以看成是对月池后沿切除的倒角的延伸，也就是说下阻荡装置除了有阻碍流体的运动的作用以外，还有着引导的作用。上阻荡装置的安装位置在下阻荡装置的上方，主要是通过阻碍流体的流动来达到减小钻井船阻力的效果。在实际的流动中，一部分流体经过倾斜式楔形导流块、楔形切槽与下三角形阻荡装置(的引导，流出月池的范围，不对月池内流体产生过大的影响。另一部份流体并没有被引导出去，继续向月池内部流动，并带动月池内的流体进行运动，经过上三角形阻荡装置与下三角形阻荡装置的阻碍，减小流体的运动幅度，从而达到减小钻井船阻力的效果。【主权项】1.一种用于钻井船月池内部的减阻装置，包括设置在钻井船船舯部分上的垂向贯通式开口的月池结构，其特征在于:在所述月池结构的前方设置有倾斜式楔形导流块，倾斜式楔形导流块的垂直面与月池结构的前沿重合，所述月池结构的后方设置有楔形切槽，且所述楔形切槽的垂直面与月池结构的后沿重合，所述月池结构的后沿上设置有两个三角形阻荡装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于钻井船月池内部的减阻装置，包括设置在钻井船船舯部分上的垂向贯通式开口的月池结构，其特征在于：在所述月池结构的前方设置有倾斜式楔形导流块，倾斜式楔形导流块的垂直面与月池结构的前沿重合，所述月池结构的后方设置有楔形切槽，且所述楔形切槽的垂直面与月池结构的后沿重合，所述月池结构的后沿上设置有两个三角形阻荡装置，且两个三角形阻荡装置一上一下设置在楔形切槽的垂直面的上方。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁勇，纪元，段菲，王卓，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23