一种加装鱼鳞形突起隔水管的涡激振动抑制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种加装鱼鳞形突起隔水管的涡激振动抑制装置，包括隔水管与鱼鳞形突起，所述隔水管设于立管的内部，所述鱼鳞形突固定于所述隔水管的外围，所述鱼鳞形突起分多层设置，不同层的所述鱼鳞形突起在沿所述隔水管轴线方向上呈螺旋线排列，且每一层的鱼鳞形突起的数量与螺旋线的数量相同。本发明专利技术对抑制立管内的涡激振动具有较好的效果，且制造成本低廉。低廉。低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种加装鱼鳞形突起隔水管的涡激振动抑制装置


[0001]本专利技术涉及海洋工程中立管中涡激振动抑制领域，尤其涉及一种加装鱼鳞形突起隔水管的涡激振动抑制装置。

技术介绍

[0002]立管作为海上平台的唯一连接结构，主要功能将油气资源输送到海上生产平台，立管破坏会造成油气资源的泄露，涡激振动现象是造成立管破坏的重要原因，当水流经圆柱体结构是，会在圆柱体的尾流区形成交替脱落的旋涡，当旋涡脱落的频率与圆柱体的固有频率相近时，圆柱体会发生涡激振动，对结构安全造成较大影响。对于已经发生的涡激振动，可以通过改变圆柱体表面粗糙度，实现对涡激振动的抑制效果。
[0003]目前，抑制涡激振动主要分为两种方法：主动抑制和被动抑制。主动抑制利用实时监测和计算机自动控制等技术手段，通过对实测数据的分析将外部干扰措施引入流场，从而控制旋涡脱落。被动抑制主要通过改变结构形状或附加其他结构以改变结构周围的流场来降低涡激振动带来的危害。由于主动抑制费用高昂，大多对涡激振动进行抑制以被动抑制方式为主，通过加装导流板和螺旋列板实现涡激振动抑制，但是这两种装置成本比较高，重量较大，性价比偏低。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了加装鱼鳞形突起隔水管的涡激振动抑制装置，能够抑制立管内的涡激振动。
[0005]本专利技术提供了一种加装鱼鳞形突起隔水管的涡激振动抑制装置，包括隔水管与鱼鳞形突起，所述隔水管设于立管的内部，所述鱼鳞形突固定于所述隔水管的外围，所述鱼鳞形突起分多层设置，不同层的所述鱼鳞形突起在沿所述隔水管轴线方向上呈螺旋线排列，且每一层的鱼鳞形突起的数量与螺旋线的数量相同。
[0006]进一步的，所述隔水管的厚度为其内径的0.04倍。
[0007]进一步的，所述鱼鳞形突起的最大厚度与所述隔水管的厚度相同。
[0008]进一步的，相邻两层所述鱼鳞形突起的距离为立管直径的15倍。
[0009]进一步的，每一层所述鱼鳞形突起的个数为12。
[0010]进一步的，所述鱼鳞形凸起的材质为聚氨酯弹性体。
[0011]本专利技术的技术效果在于：1、采用鱼鳞形突起，能够有效的减少涡激振动对突起的破坏，增加了装置的使用寿命；
[0012]2、采用简单突起结构，安装简单，且鱼鳞形凸起对涡激振动抑制效果好；
[0013]3、采用简单的组装方式，简化制作工艺，降低成本，有效的避免海洋生物生长对隔水管造成的影响。
[0014]4、与球状的突起装置比较，其能减少因为粗糙度的大幅度改变增加的拖曳力。
[0015]5、涡激振动抑制装置是以层状进行安装，大大简化了安装工艺，同时由于其安装
特点可以将安装过程与铺设过程结合，大大减少工作量。
附图说明
[0016]图1是本专利技术一个优选实施例中鱼鳞形突起的示意图；
[0017]图2是本专利技术一个优选实施例中的立体示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0019]附图1至2所示，本专利技术实施例提供了一种加装鱼鳞形突起隔水管2的涡激振动抑制装置，改变涡激振动抑制装置布置，使其在整体上呈现螺旋形状，对各个方向的来流，均能达到抑制振动的效果，且在保证能够抑制涡激振动的同时，具有工艺简单、成本低廉的优点，克服现有技术中的不足。
[0020]一种加装鱼鳞形突起隔水管2的涡激振动抑制装置，包括隔水管2与鱼鳞形突起1，隔水管2设于立管的内部，鱼鳞形突固定于隔水管2的外围，鱼鳞形突起1分多层设置，不同层的所述鱼鳞形突起1在沿隔水管2轴线方向上呈螺旋线排列，且每一层的鱼鳞形突起1的数量与螺旋线的数量相同。隔水管2和立管一样，为圆环状结构。
[0021]鱼鳞形突起1的层状进行布置，相邻层之间具有间隙，每一层鱼鳞形突起1的个数为12，相互之间留有一定的间隙。
[0022]螺旋线是绕在圆柱面或圆锥面上的曲线，而它的切线与定直线(曲面的母线)的交角θ是固定不变的。
[0023]当动直线L平行于轴线Oz时，称为圆柱螺线。它是工程上应用最广泛的一种空间曲线，它的参数方程是：
[0024]Z＝bθ
[0025]为保证本抑制装置的使用寿命，鱼鳞形突起1结构的外表面上均涂覆有防腐涂层。
[0026]经过实验研究表明，隔水管2的厚度对涡激振动的抑制效果具有重要的影响，实验结论提出，隔水管2的厚度需要根据其内径进行选择，当隔水管2的厚度0.04倍的隔水管2内径时，其抑制涡激振动的效果最好。
[0027]鱼鳞形状突起的布置密度对涡激振动的抑制具有重要影响，当其布置密度过大时，会造成立管的拖曳力的大大增加，当其布置密度较小时，面对不同方向来流其抑制涡激振动的效果将会不同，因此选择为在隔水管2的外表面，每一层布置12个鱼鳞形状的突起，对涡激振动抑制的效果最佳。
[0028]鱼鳞形突起1的设计符合仿生学要求，突起的厚度不应过厚，会造成立管重量的增加，提高成本，过低其对涡激振动的抑制效果不满足设计要求，因此选择鱼鳞形状突起的最大厚度应于隔水管2厚度相同，为0.04倍的隔水管2内径。
[0029]螺旋线的螺距为15倍的立管直径，建立螺旋线数量与每一层突起的数量相同，根据每一层突起形成的圆线与螺旋线的交点作为突起布置其与隔水管2相连接表面的中心点，此处布置鱼鳞形突起1。
[0030]为保证本专利技术的使用寿命，鱼鳞形突起1的材质为聚氨酯弹性体。热塑性聚氨酯弹
性体，以其优异的性能和广泛的应用，已成为重要的热塑性弹性体材料之一，其分子基本上是线型的，没有或很少有化学交联。线型聚氨酯分子链之间存在着许多氢键构成的物理交联，氢键对其形态起到强化作用，从而赋予许多优良的性能，如高模量、高强度，优良的耐磨性、耐化学品、耐水解性、耐髙低温和耐霉菌性。由于它基本上是线型结构聚合物，可采用与热塑性塑料同样的技术和设备来加工，如注塑、挤出、吹塑、压延等，特别适用于大批量生产的中、小型尺寸部件。废弃物料能够回收并重新利用，生产或加工过程中可使用不同助剂或填料来改善某些物理性能并降低成本。
[0031]本专利技术针对深海立管涡激振动抑制的机理，来流总会在钝体的后端产生脱落的漩涡，进而影响钝体产生周期变化的升力，但是对于不同结构，其漩涡的脱落频率会由于结构本身形状的不同而发生改变。通过改变立管粗糙度实现涡激振动抑制，随着圆柱粗糙度增加,最大响应幅值和最大平均阻力系数减小，趋于恒定值。粗糙表面圆柱的“锁频”逐渐推迟,在较高的粗糙度下,锁定区的宽度明显减小。斯特哈尔数随粗糙度的增大而略有增加。粗糙表面圆柱的动态平均阻力也比光滑圆柱的平均阻力小，均匀粗糙度有利于降低涡激振动的发生。
[0032]螺旋列板的抑制原理是螺旋线布置的鱼鳞形突起1可改变沿管纵向的波流分离角，从而扰乱旋涡的空间关联性，使旋涡分散，因此旋涡的强度被削弱，升力会降低。
[0033]本专利技术安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加装鱼鳞形突起隔水管的涡激振动抑制装置，其特征在于：包括隔水管与鱼鳞形突起，所述隔水管设于立管的内部，所述鱼鳞形突固定于所述隔水管的外围，所述鱼鳞形突起分多层设置，不同层的所述鱼鳞形突起在沿所述隔水管轴线方向上呈螺旋线排列，且每一层的鱼鳞形突起的数量与螺旋线的数量相同。2.根据权利要求1所述的加装鱼鳞形突起隔水管的涡激振动抑制装置，其特征在于：所述隔水管的厚度为其内径的0.04倍。3.根据权利要求2所述的加装鱼鳞形突起隔水管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀林，侯静，尤学刚，何宁，艾尚茂，刘孔忠，张子照，李旭，王辉，黄兆力，杨琥，杨伟，熊海荣，黎世龙，苑健康，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司海南分公司海洋石油工程股份有限公司哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：