[实用新型]一种套装可旋引流条的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，具体涉及一种套装可旋引流条的立管涡激振动抑制装置。

背景技术

大力开发海洋油气资源是摆脱目前居高不下的油气对外依存度困境的关键方法之一。我国深水油气开发技术已迈入国际先进行列，海洋立管作为连接海床至平台的关键纽带，承载着安全高效钻采的重要使命。然而，随着开采水深的增加，海洋风、浪、流等物理环境对立管的影响陡增。尤其是在海洋波、流的作用下，立管后方会形成旋涡，从而诱发涡激振动。当旋涡脱落频率与立管固有频率相近时，会引起共振，加速立管的疲劳损坏，从而耽误作业周期，造成巨大的经济损失和生态环境破坏。因此，涡激振动的抑制一直是海洋工程技术人员关注的热点。

目前，涡激振动抑制装置主要通过改变立管表面形状，造成边界层分离点迁移，从而破坏尾流旋涡的形成，如分离盘、整流罩、整流飘带、螺旋列板等。这些抑制装置大多采用金属材质，增加了立管的负重，需要配备更大的浮力块，且金属材质的抑制装置浸泡在海水中易产生腐蚀，从而失去抑制效果。另外，海流方向不断变化，随流转动的抑制装置才能真正适应流向连续变化的海洋环境。因此，现场急需轻质、可转、非金属材料的涡激振动抑制装置。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有涡激振动抑制装置的不足，提供一种轻质、经济、可随流旋转的套装可旋引流条的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：

一种套装可旋引流条的立管涡激振动抑制装置，由旋转单元和引流套筒组成。旋转单元包括两个转动轴承、两个限位卡环和一个可旋隔水板。转动轴承由内轴与外轴嵌套组成，内轴是由对称的两个半圆形构件对接组合而成，通过螺栓连接固定在立管上，内轴外壁沿环向均匀开设12个半圆柱形圆柱滚子卡槽。外轴亦由对称的两个半圆形构件对接组合而成，通过螺栓连接安装于内轴外部，外轴内壁开有环向凹槽。内轴与外轴之间布置有圆柱滚子，圆柱滚子一半置于圆柱滚子卡槽内，一半置于外轴的环向凹槽中，实现外轴绕管轴旋转。每半外轴一侧端面中部设有轴向限位片，以防止外轴出现轴向滑动。限位卡环由一圆环连接一长方体棍柄组合而成，限位卡环通过圆环套于转动轴承外部，由圆环端部螺栓连接固定，长方体棍柄上开有隔水板插槽。可旋隔水板为一梳子状塑料板，两端设有对应隔水板插槽的隔水板插耳，插入隔水板插槽安装固定，并使梳柄端向外、梳齿端向内。引流套筒为一圆筒结构，半侧外表面连有三列引流条，引流套筒与引流条均由橡胶加工成型。引流套筒套于转动轴承外，上、下两端紧挨限位卡环，且连有引流条的一侧紧靠可旋隔水板的梳齿端。

所述的引流条中间一列与引流套筒表面垂直，布置于可旋隔水板的梳齿间；另外两列引流条均向中间一列倾斜，与水平方向的夹角θ为5°～10°。

所述的转动轴承内轴内径等于立管外径；转动轴承外轴外径、限位卡环内径与引流套筒内径均相等。

所述的转动轴承高度为限位卡环高度的2倍，限位卡环与引流套筒均套装于转动轴承外，各占转动轴承高度的一半。

本实用新型由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

1、本实用新型的可旋隔水板在海流冲击下会带动旋转轴承和引流套筒发生旋转，使引流条绕至背流侧，从而破坏立管尾流旋涡，实现涡激振动的抑制，适用于流向频繁随机变化的海洋环境；

2、本实用新型的限位卡环、可旋隔水板和引流套筒均可由轻质材料加工，使整体装置重量轻、不易腐蚀；

3、本实用新型作为一个基本单元，在立管不同位置可视需要安装多个。

附图说明

图1为本实用新型装置立体结构示意图；

图2为本实用新型的装配图；

图3为本实用新型旋转轴承立体结构示意图；

图4为本实用新型一半旋转轴承的外轴和内轴结构示意图；

图5为本实用新型限位卡环和可旋隔水板的结构示意图；

图6为本实用新型引流套筒的横截面图；

其中：1、立管；2、转动轴承；3、限位卡环；4、引流套筒；5、可旋隔水板；6、引流条；7、外轴；8、内轴；9、轴向限位片；10、环向凹槽；11、圆柱滚子卡槽；12、圆柱滚子；13、隔水板插槽；14、隔水板插耳。

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。