一種自動變形響應(yīng)的隔水管渦激振動抑制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種自動變形響應(yīng)的隔水管渦激振動抑制裝置，由卡抱模塊以及可變形套筒兩部分組裝而成，卡抱模塊包括卡環(huán)以及壓桿，可變形套筒為乳膠材料制作而成的圓筒。本裝置放入水后，由于在迎流方向壓力較大，背流方向存在低壓區(qū)，可變形套筒發(fā)生自適應(yīng)變形，呈流線型的環(huán)繞隔水管，改變了隔水管周圍的流場，有效的抑制了繞流漩渦的形成和發(fā)展，從而實現(xiàn)了渦激振動的抑制。本實用新型裝置制造簡單，成本低廉，可重復使用，還可為隔水管提供一定的浮力。
【專利說明】一種自動變形響應(yīng)的隔水管渦激振動抑制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于海洋隔水管設(shè)施鋪設(shè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種自動變形響應(yīng)的隔 水管渦激振動抑制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 深水油氣開采不可避免的承受復雜多變的海洋波流水動力環(huán)境，暴露在深水中的 海洋隔水管具有較大的長細比，作為連接井口和上部海洋平臺的關(guān)鍵通道，其服役的可靠 性對于海洋油氣鉆采的安全運行具有十分重要的意義。處于波流環(huán)境下的隔水管安全服役 的最大宿敵就是渦激振動，尤其是海水繞流形成的漩渦脫落頻率與海洋隔水管固有頻率相 近引發(fā)的共振，更是加速了海洋隔水管的疲勞破壞。一旦隔水管失效，不僅會造成巨大的經(jīng) 濟損失，還會對局部海洋環(huán)境造成災(zāi)難性的破壞。
[0003] 現(xiàn)有的渦激振動抑制裝置分為主動抑制和被動抑制兩種，其中，被動抑制裝置主 要有螺旋列板、分離盤、整流罩、繞流飄帶、附屬圓柱等，盡管被動抑制裝置可以達到較好的 渦激振動抑制效果，但大多不能應(yīng)對任意方向來流，適用范圍局限。而主動抑制裝置需要額 外的動力消耗，安裝復雜，工序繁多，尚未達到推廣要求。因此，針對海洋隔水管所處的復雜 多變深水環(huán)境，設(shè)計一種自適應(yīng)不同來流方向的抑制裝置，顯得十分必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型所要解決問題是針對現(xiàn)有海洋隔水管渦激振動抑制裝置存在的不足， 提供一種結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，能夠根據(jù)來流方向自適應(yīng)調(diào)整的隔水管渦激振動抑制裝置。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種自動變形響應(yīng)的隔水管渦激振動抑制裝置由卡抱模塊以及可變形套筒兩部 分組裝而成，其中卡抱模塊包括上、下兩個卡環(huán)以及插裝于上、下兩個卡環(huán)間的六根壓桿。 其中所述卡環(huán)內(nèi)徑等于隔水管外徑，卡環(huán)一端面沿周向均勻開設(shè)六個用于插放壓桿的插 孔，插孔均為盲通孔。一個卡環(huán)由關(guān)于相鄰插孔中分線對稱的兩個半環(huán)組成，在兩個半環(huán)接 觸的端面上設(shè)置用于連接的螺栓孔，通過螺栓連接形成一個完整的卡環(huán)。壓桿為圓柱體，其 外徑和卡環(huán)上插孔的內(nèi)徑相等?？勺冃翁淄矠槿槟z材料制作而成的圓筒，其內(nèi)徑等于隔水 管外徑，外徑大于卡環(huán)外徑，高度等于上、下兩個卡環(huán)的間距。
[0007] 所述的可變形套筒安裝完成后，在壓桿擠壓下呈外凸狀態(tài)；浸入海水后，可變形套 筒在海流沖擊作用下會發(fā)生形狀的自適應(yīng)調(diào)整。
[0008] 本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：
[0009] 1、本實用新型可以應(yīng)對任意方向來流，做出形狀的自適應(yīng)調(diào)整，有效減緩不同來 流方向引發(fā)的渦激振動，適應(yīng)于流向頻繁變化的深海環(huán)境；
[0010] 2、本實用新型裝置制造簡單，成本低廉，可重復使用，還可為隔水管提供一定的浮 力。

【專利附圖】

【附圖說明】 toon] 圖1為本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖
[0012] 圖2為本實用新型1/2卡抱模塊示意圖
[0013] 圖3為本實用新型安裝后的截面圖
[0014] 圖4為本實用新型受水流沖擊的示意圖
[0015] 其中：1.隔水管；2.卡環(huán)；3.可變形套筒；4.壓桿。

【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施作進一步描述。
[0017] 本實用新型裝置由卡抱模塊以及可變形套筒3兩部分組裝而成，如圖1、圖2、圖3、 圖4所示，其中卡抱模塊包括上、下兩個卡環(huán)2以及插裝于上、下兩個卡環(huán)2間的六根壓桿 4。
[0018] 如圖1所示，所述卡環(huán)2內(nèi)徑等于隔水管1外徑，卡環(huán)一 2端面沿周向均勻開設(shè)六 個用于插放壓桿4的插孔，插孔均為盲通孔。一個卡環(huán)2由關(guān)于相鄰插孔中分線對稱的兩 個半環(huán)組成，在兩個半環(huán)2接觸的端面上設(shè)置用于連接的螺栓孔，通過螺栓連接形成一個 完整的卡環(huán)2。壓桿4為圓柱體，其外徑和卡環(huán)2上插孔的內(nèi)徑相等?？勺冃翁淄?為乳膠 材料制作而成的圓筒，其內(nèi)徑等于隔水管1外徑，外徑大于卡環(huán)2外徑，高度等于上、下兩個 卡環(huán)2的間距。
[0019] 如圖2所示，實際安裝時，先安裝卡抱模塊。取三根壓桿4分別插入上、下兩個半 卡環(huán)2的插孔中，形成1/2的卡抱模塊，同理安裝另外1/2的卡抱模塊。然后將可變形套筒 3套裝于隔水管1外，從兩側(cè)將兩個1/2卡抱裝置套裝于可變形套筒3上，最后通過螺栓連 接固定。
[0020] 如圖3所示，整個裝置完成后，可變形套筒3的外徑大于卡環(huán)2外徑，在壓桿4的 擠壓下可變形套筒3呈現(xiàn)為外凸的狀態(tài)；如圖4所示，裝置放入水中后，由于在迎流方向壓 力較大，背流方向存在低壓區(qū)，可變形套筒3發(fā)生變形，呈流線型的環(huán)繞隔水管1，改變了隔 水管1周圍的流場，有效的抑制了繞流漩渦的形成和發(fā)展，從而實現(xiàn)了渦激振動的抑制。
[0021] 具體實施例：
[0022] 根據(jù)實際隔水管1的長度以及當?shù)夭ɡ?、海流統(tǒng)計情況，可以按照一定的數(shù)量以 及間距安裝該裝置，從而更好地對渦激振動進行抑制。
[0023] 實際安裝時，先安裝卡抱模塊。取三根壓桿4分別插入上、下兩個半卡環(huán)2的插孔 中，形成1/2的卡抱模塊，同理安裝另外1/2的卡抱模塊。然后將可變形套筒3套裝于隔水 管1外，從兩側(cè)將兩個1/2卡抱裝置套裝于可變形套筒3上，最后通過螺栓連接固定。
[0024] 整個裝置完成后，可變形套筒3的外徑大于卡環(huán)2外徑，在壓桿4的擠壓下可變形 套筒3呈現(xiàn)為外凸的狀態(tài)；如圖4所示，裝置放入水中后，由于在迎流方向壓力較大，背流方 向出現(xiàn)低壓區(qū)，可變形套筒3發(fā)生變形，呈流線型的環(huán)繞隔水管1，改變了隔水管1周圍的流 場，有效的抑制了繞流漩渦的形成和發(fā)展，從而實現(xiàn)了渦激振動的抑制。
【權(quán)利要求】
1. 一種自動變形響應(yīng)的隔水管渦激振動抑制裝置，由卡抱模塊以及可變形套筒（3)兩 部分組裝而成，其中卡抱模塊包括上、下兩個卡環(huán)（2)以及插裝于上、下兩個卡環(huán)（2)間的 六根壓桿（4);卡環(huán)（2)內(nèi)徑等于隔水管（1)外徑，卡環(huán)（2) -端面沿周向均勻開設(shè)六個用 于插放壓桿（4)的插孔，插孔均為盲通孔；一個卡環(huán)（2)由關(guān)于相鄰插孔中分線對稱的兩個 半環(huán)組成，在兩個半環(huán)接觸的端面上設(shè)置用于連接的螺栓孔，通過螺栓連接形成一個完整 的卡環(huán)（2);壓桿（4)為圓柱體，其外徑和卡環(huán)（2)上插孔的內(nèi)徑相等；可變形套筒（3)為乳 膠材料制作而成的圓筒，其內(nèi)徑等于隔水管（1)外徑，外徑大于卡環(huán)（2)外徑，高度等于上、 下兩個卡環(huán)（2)的間距。
【文檔編號】E21B17/10GK203867488SQ201420246409
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】朱紅鈞, 趙洪南, 巴彬, 唐有波, 王健, 姚杰 申請人:西南石油大學