一种海洋立管结构及其参数优化方法技术

本发明专利技术提供了一种海洋立管结构，在主管两侧对称地设有两根线路管，所述线路管与主管平行。针对上述立管结构本发明专利技术还提供了相应的尺寸参数优化方法，首先通过研究管径比、间距比、迎流角三者在不同流速下对于振幅与阻力之间的响应关系，进而利用NSGA II算法进行多目标优化，最终在优化结果上基于所处流速情况选取最佳的尺寸参数。通过上述结构及其参数优化，能够有效抑制涡激振动并降低水流阻力。能够有效抑制涡激振动并降低水流阻力。能够有效抑制涡激振动并降低水流阻力。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋立管结构及其参数优化方法


[0001]本专利技术属于海洋管道
，具体涉及一种海洋立管结构及其参数优化方法。

技术介绍

[0002]海洋立管是一种竖直设置于海水中的管道，广泛用于海上钻井平台作为输油管或输气管。立管在洋流的作用下会产生涡激振动，并且在某个特定的约化速度范围内还会出现共振，因而严重威胁立管系统的稳定性和安全性。为减少受洋流作用产生的涡激振动，现行较为普遍的做法是在立管表面增设相应抑制结构，然而此举又会大大增加立管所受到的水流阻力，进而降低立管的材料寿命。另一方面，立管系统并非简单一根输油管道，其中还包括有相应的控制线路。现有一些海洋立管将控制线路设置在管道内侧，虽然一定程度能够起到减阻效果，但是给前期的生产加工以及后期的检修维护都带来了巨大的难度。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种海洋立管结构及其参数优化方法，用以缓解立管所受洋流作用产生的振动问题。
[0004]本专利技术通过以下技术手段实现上述技术目的。
[0005]一种海洋立管结构：在主管两侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋立管结构，其特征在于：在主管(1)两侧对称地设有两根线路管(2)，所述线路管(2)与主管(1)平行，其中主管(1)外径为D、线路管(2)外径为d、线路管(2)与主管(1)之间间距为G、线路管(2)中心连线相对于水流方向所成迎流角为α。2.根据权利要求1所述的海洋立管结构，其特征在于：所述线路管(2)与主管(1)之间通过多个支架(3)固连，沿主管轴向方向，相邻固定点之间间距为L。3.根据权利要求2所述的海洋立管结构，其特征在于：L＝10D。4.一种针对权利要求1～3任一项所述海洋立管结构的参数优化方法，其特征在于：首先获取d/D、G/D、α在不同流速U
r
下对于振幅A
*
和阻力C
D
的响应关系，之后以A
*
最小和C
D
最小为目标进行多目标优化，最后根据优化结果选定d/D、G/D和α。5.根据权利要求4所述的参数优化方法，其特征在于：采用Box
‑
Behnken Design和Response Surface Method分析获取所述响应关系。6.根据权利要求5所述的参数优化方法，其特征在于，所述响应关系为：A
*
＝0.9325
‑
6.785
·
d/D
‑
2.63833
·
G/D+0.00742778
·
α+0.1155
·
U
r
+0.75
·
d/D
·
G/D
‑
0.049333
·
d/D
·
α+0.315
·
d/D
·
U
r
+0.021333
·
G/D
·
α+0.0775
·
G/D
·
U
r
‑
0.00295
·
α
·
U
r
+21.73333
·

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志杨，王希坤，李娅杰，曲森，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：