[实用新型]一种可旋笼式海洋立管涡激振动抑制装置

说明书

技术领域

本实用新型属于海洋立管设施铺设技术领域，具体涉及一种可旋笼式海洋立管涡激振动抑制装置。 

背景技术

陆上油气资源的迅速衰竭迫使人们将目光转移至海洋油气的开发，尤其是深海油气的开发利用。作为海洋油气开采的核心命脉，海洋立管承担着连接水下井口至平台关键通道的责任。然而，海洋立管暴露在海洋波流环境中，工作条件极其恶劣。当海水绕经立管时，会在立管两侧产生交替脱落的漩涡，这种交替泄放的漩涡引起了立管柱体表面顺流向及横流向周期性变化的脉动压力，从而诱发了立管周期性的振动。一旦漩涡泄放频率与立管固有频率相当时，立管即发生共振，从而加速立管的疲劳损坏。一旦立管发生疲劳失效，不仅严重影响油气开采的经济效益，而且由此引发的油气泄漏还会对局部生态环境造成不可逆转的破坏。 

现有的立管涡激振动抑制技术主要是在立管上安装附属装置，改变立管表面形状，从而改变立管周围流场分布，削弱周期性漩涡对立管的作用力。然而，这些抑制装置结构复杂，成本高，不易维护，且不能应对不断变化来流方向的实际海洋波流环境。 

发明内容

本实用新型所要解决的问题是针对现有海洋立管涡激振动抑制装置存在的不足，提供一种结构简单、成本低廉、性能可靠，且能适应不同方向来流的可旋笼式海洋立管涡激振动抑制装置。 

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 

一种可旋笼式海洋立管涡激振动抑制装置由上下两个对称的旋转组件和六个叶片 组成；旋转组件由咬合的内圈和外圈组成；外圈是由对称的两半环钢质构件组成，其内侧表面加工阶梯形滑槽，外圈另一侧表面沿周向等间距开设六个垂向圆柱形插孔；内圈也由对称的两半环钢质构件组成，其外侧面加工半圆形滑轨；内圈从两侧套装在立管上，两半环之间使用螺栓连接；外圈套装在内圈外面，使阶梯形滑槽与半圆形滑轨咬合；咬合后的上旋转组件外圈阶梯形滑槽一端伸入至内圈半圆形滑轨下方，而下旋转组块与之相反；六个叶片通过两端的圆柱形插销插入外圈的插孔，固定在上下旋转组件之间。 

本实用新型还包括： 

1、内圈内径等于立管外径D，外圈高度与内圈高度相等；叶片长度为2D～4D，叶片与插销的夹角为160°～170°。 

本实用新型由于采用以上技术方案，其具有以下优点： 

1、本实用新型可实现自由旋转，能够避免在海洋立管后方形成周期性漩涡，有效减缓不同来流方向引发的涡激振动，适应流向频繁随机变化的海洋现实环境； 

2、本装置叶片由塑料制成，能为立管提供一定浮力，成本低廉，方便更换。 

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图 

图2为本实用新型旋转组件结构示意图 

图3为本实用新型外圈结构示意图 

图4为本实用新型内圈结构示意图 

图5为本实用新型旋转组件剖视图 

图6为本实用新型叶片与插销夹角示意图 

图7为本实用新型叶片结构示意图 

其中：1.立管；2.外圈；3.内圈；4.叶片；5.插孔；6.插销。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施作进一步描述。 

如图1所示，本实用新型由上下两个对称的旋转组件和六个叶片4组成。如图2所示，旋转组件由咬合的内圈3和外圈2组成。如图3所示，外圈2是由对称的两半环钢质构件组成，其内侧表面加工阶梯形滑槽，外圈2另一侧表面沿周向等间距开设六个垂向圆柱形插孔5。如图4所示，内圈3也由对称的两半环钢质构件组成，其外侧面加工半圆形滑轨。内圈3从两侧套装在立管1上，两半环之间使用螺栓连接。外圈2套装在内圈3外面，使阶梯形滑槽与半圆形滑轨咬合。如图5所示，咬合后的上旋转组件外圈2阶梯形滑槽一端伸入至内圈3半圆形滑轨下方，而下旋转组块与之相反。如图1、图6、图7所示，六个叶片4通过两端的圆柱形插销6插入外圈2的插孔5，固定在上下旋转组件之间。 

所述的旋转组件外圈2和内圈3均采用分开的半圆环结构，便于现场安装和拆卸。内圈3内径等于立管1外径D，外圈2高度与内圈3高度相等。 

所述的叶片4由塑料制成，叶片4长度为2D～4D。如图6所示，叶片4与插销6的夹角为160°～170°。六个叶片4均匀地分布在上下两个旋转组件之间。叶片4受水流冲击后，带动旋转组件绕立管1转动。