專利名稱：一種抑制海洋立管渦激振動的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于海洋立管鋪設技術領域，具體涉及一種能夠抑制海洋立管渦激振動的方法。
背景技術：
海洋立管在海上鋪設和生產(chǎn)過程中，在海流、內(nèi)波等環(huán)境荷載的長期作用下，容易發(fā)生渦激振動而疲勞失效，導致設施破壞甚至停產(chǎn)等嚴重后果，給海上石油及天然氣的開發(fā)帶來巨大的經(jīng)濟損失，抑制渦激振動對于海洋立管工程具有重要的意義。幾十年來，人們已經(jīng)提出了很多種形式的抑制措施，并在海洋工程界得到了廣泛的應用，包括表面突起型(螺紋、線條、翼片等)、裹覆型(穿孔、絲網(wǎng)、控制桿和軸向板條等)和近尾流穩(wěn)定器(飄帶、整流罩、分隔板、導向翼、底排和狹縫等)?；驹矶际峭ㄟ^減少流動分離、降低表面壓強差從而抑制渦激振動。然而多數(shù)結構簡單的抑制措施具有單向性特征，結構復雜的全向性抑制措施性能較好，但設計制造和安裝成本較高，并且往往會造成主管拖曳力的增加，還存在動態(tài)不穩(wěn)定性等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術上的不足，提供一種能夠有效抑制海洋立管渦激振動的方法。本發(fā)明采取了合理的施工工藝，能夠降低成本，有效控制海洋立管的渦激振動，實現(xiàn)經(jīng)濟性和安全性的統(tǒng)一。為此，本發(fā)明采用如下的技術方案一種抑制海洋立管渦激振動的方法，包括下列步驟(1)根據(jù)海洋立管外徑的尺寸，制作多對尺寸相同的半圓環(huán)形殼體，在每個殼體的外表面交錯布置螺旋列板和螺旋凹槽，每對殼體在合成一個環(huán)形柱體時，分布在兩個殼體外表面的螺旋列板或凹槽分別相互吻合形成螺旋結構；(2)在海洋立管徑向上每隔一段距離，固定安裝一對殼體兩個殼體緊貼在管道表面上，按照兩個殼體外表面的螺旋列板或凹槽分別相互吻合形成螺旋結構的方式構成一個套筒，固定連接在海洋立管上。作為優(yōu)選實施方式，所述的抑制海洋立管渦激振動的方法，螺旋列板的高度為 0. 15-0. 2倍的殼體外徑，螺距為15-17倍的殼體外徑；螺旋凹槽的深度為0. 15-0. 2倍的殼體外徑，螺距為15-17倍的殼體外徑；每個殼體上均設置有眼板，每對殼體通過眼板相互對接；構成套筒的兩個殼體可以由鋼鐵、合金或聚酯材料制成。本發(fā)明提供了一種抑制海洋立管渦激振動的方法，對于現(xiàn)有的技術具有以下優(yōu)點(1)本發(fā)明設有螺旋列板及螺旋凹槽的組合形式，能夠給來流施加一定擾動而改變雷諾數(shù)，使得流動狀態(tài)提前進入湍流狀態(tài)，達到抑制渦激振動的效果。( 套筒的殼體可以通過模具進行批量生產(chǎn)，簡化制造工藝，降低制造成本。(3)安裝工藝簡單，可以通過流水線安裝，提高工作效率，降低施工成本。


圖1為裝配帶有螺旋結構的套筒的某段海洋立管的正視圖；圖2為圖1中套筒的A-A剖面圖。圖中標號說明1套筒；2右殼體；3左殼體；4眼板；5螺栓；6海洋立管；7螺旋列板；8螺旋凹槽
具體實施例方式本發(fā)明通過在海洋立管上每隔一定距離安裝帶螺旋結構套筒的方法，抑制海洋立管渦激振動。主要步驟如下(1)根據(jù)所要保護海洋立管的外徑尺寸，制作兩瓣尺寸相同的半圓環(huán)形殼體，可通過模具進行批量生產(chǎn)。(2)將第一瓣殼體緊貼在管道表面的一側，通過眼板位置和螺旋結構的旋轉方向， 把另一瓣殼體與已就位的殼體對接。(3)兩瓣殼體通過6個螺栓進行固定。螺栓穿過眼板將兩瓣殼體連接，構成固定在管道外表面上的套筒。下面結合附圖，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步描述。裝配帶有螺旋結構的套筒的某段海洋立管的正視圖，如圖1所示。本發(fā)明所涉及的海洋立管抑渦裝置，即套筒1，是由兩瓣半圓環(huán)形殼體(右殼體2和左殼體；3)通過螺栓5 連接緊密固定在海洋立管6表面上。左右殼體尺寸相同，采用流水線預制工藝，材料可選用鋼鐵、合金或聚酯材料。 兩瓣殼體都設有外伸的眼板4，螺栓5穿過眼板4連接右殼體2和左殼體3，構成套筒1 ；殼體表面帶有螺旋列板7和螺旋凹槽8，起到擾亂來流，抑制管道6渦激振動的作用。 作為優(yōu)選實施方式，套筒上螺旋列板的個數(shù)為2條，螺旋凹槽的個數(shù)為1條，列板高度及凹槽深度均為0. 15-0. 2倍的殼體外徑，螺距為15-17倍的殼體外徑，螺旋列板及凹槽的截面形狀可以為三角形、長方形、半圓形或梯形。在海洋立管6上安裝此抑渦裝置的具體過程為先將右殼體2緊貼在管道6表面上，通過眼板4的位置和螺旋結構的旋轉方向與左殼體3對接，然后通過六個螺栓5穿過眼板4將套筒1固定在管道6上，如圖1所示。圖2為圖1中套筒1的A-A剖面圖，它顯示了套筒左右殼體的連接形式，以及螺旋結構的周向布置與截面形狀。
權利要求
1.一種抑制海洋立管渦激振動的方法，包括下列步驟(1)根據(jù)海洋立管外徑的尺寸，制作多對尺寸相同的半圓環(huán)形殼體，在每個殼體的外表面交錯布置螺旋列板和螺旋凹槽，每對殼體在合成一個環(huán)形柱體時，分布在兩個殼體外表面的螺旋列板或凹槽分別相互吻合形成螺旋結構；(2)在海洋立管徑向上每隔一段距離，固定安裝一對殼體兩個殼體緊貼在管道表面上，按照兩個殼體外表面的螺旋列板或凹槽分別相互吻合形成螺旋結構的方式構成一個套筒，固定連接在海洋立管上。
2.根據(jù)權利要求1所述的抑制海洋立管渦激振動的方法，其特征在于，螺旋列板的高度為0. 15-0. 2倍的殼體外徑，螺距為15-17倍的殼體外徑。
3.根據(jù)權利要求1所述的抑制海洋立管渦激振動的方法，其特征在于，螺旋凹槽的深度為0. 15-0. 2倍的殼體外徑，螺距為15-17倍的殼體外徑。
4.根據(jù)權利要求1所述的抑制海洋立管渦激振動的方法，其特征在于，每個殼體上均設置有眼板，每對殼體通過眼板相互對接。
5.根據(jù)權利要求1所述的抑制海洋立管渦激振動的方法，其特征在于，構成套筒的兩個殼體可以由鋼鐵、合金或聚酯材料制成。
全文摘要
本發(fā)明屬于海洋立管鋪設技術領域，涉及一種抑制海洋立管渦激振動的方法，包括下列步驟(1)根據(jù)海洋立管外徑的尺寸，制作多對尺寸相同的半圓環(huán)形殼體，在每個殼體的外表面交錯布置螺旋列板和螺旋凹槽，每對殼體在合成一個環(huán)形柱體時，分布在兩個殼體外表面的螺旋列板或凹槽分別相互吻合形成螺旋結構；(2)在海洋立管徑向上每隔一段距離，固定安裝一對殼體兩個殼體緊貼在管道表面上，按照兩個殼體外表面的螺旋列板或凹槽分別相互吻合形成螺旋結構的方式構成一個套筒，固定連接在海洋立管上。本發(fā)明能夠有效控制海洋立管的渦激振動，實現(xiàn)經(jīng)濟性和安全性的統(tǒng)一。
文檔編號E21B17/10GK102226380SQ201110165670
公開日2011年10月26日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權日2011年6月20日
發(fā)明者劉小燕, 周清基, 杜尊峰, 楊源 申請人:天津大學