[发明专利]一种用于监测涡激振动的海上试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种海洋工程技术领域的装置，具体地说，涉及的是一种用于监测涡激振动海上试验装置。 

背景技术

海洋工程中超长的柔性管件得到广泛的应用，例如导缆、钻采立管、悬跨管线等。在海流的作用下，此类结构物会周期性地产生漩涡脱落，此类柔性管件因此承受周期性的激振力，而出现涡激振动的现象，虽然波浪以及船体的运动同样对这些结构物具有疲劳破坏作用，但是这些破坏随着水深的增加保持不变或有所减小，而水流的作用会覆盖整个结构物，随水深的增加，涡激振动对结构物的破坏不断增加，因此涡激振动是深水结构物疲劳破坏的主要来源。特别对于采油立管在涡激振动下发生断裂，由此带来的不仅仅是经济上的巨大损失，更严重的是将会造成巨大的环境污染。通过试验可以直观地对柔性管件涡激振动现象进行研究，并获取较为可靠的试验结果，现有试验装置无法全面模拟海洋立管所受到的各种海流流速影响。 

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供了一种通过海上试验可以有效验证涡激振动的装置。 

本发明解决技术问题所采用的技术方案是，一种用于监测涡激振动的海上试验装置，包括试验船舶、试验立管、涡激振动抑制装置、水下运动监测仪、拖拽架、牵拉缆、配重块、牵拉导向托架、撑杆、三角连接板。通过调整船速模拟出立管受到的各个海流速度的状态，对安装在试验立管上的水下运动监测仪进行实时监测，记录试验立管的运动响应数据。根据采集到数据对比分析，最终得出涡激振动抑制装置的有效性。 

本发明的有益效果是能够更好的模拟出立管的工作状态，以及完全实现立管工作中所受各个海流流速的影响状态，使试验结果更精确。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。 

图1为试验装置布置图(正视图)； 

图2为试验装置布置图(侧视图)； 

图3为三角形连接板装配图。 

其中1-试验船舶；2-试验立管；3-涡激振动抑制装置；4-水下运动监测仪；5-拖拽架；6-牵拉缆；7-配重块；8-牵拉导向托架；9-撑杆；10-三角连接板。 

具体实施方式

如图所示，使用铰接形式将一根带涡激振动抑制装置3和一根不带涡激振动抑制装置的两根试验立管2，立管顶端与拖拽架5铰接，并通过拖拽架5固定于试验船舶1的船尾处。在两根试验立管2上分别安装五台水下运动监测仪4，用以监测记录试验过程中试验立管2的动态响应，五台水下运动监测仪4均匀安装在试验立管2上，其中位于立管上端的水下运动监测仪4为在线监测，通过电缆与船舶甲板控制电脑相连，对试验立管2动态响应进行实时监测。其余四台水下运动监测仪4对试验立管2进行离线监测，并记录试验立管2的运动相应数据。两根立管底部间使用撑杆9铰接，防止立管发生碰撞；在对应立管的撑杆底部各连接一个三角形连接板10，其中三角形连接板10三个角端分别与试验立管2、配重块7、牵拉缆6进行铰接。在三角形连接板10底部铰接配重块7，以抑制立管上下张力；在三角形连接板10一侧铰接牵拉缆6，牵拉缆6另一端连接至船中前部甲板处，以抑制立管斜拉张力，为了避免试验过程中牵拉缆6与试验船舶1发生碰撞，将两根牵拉缆6上端点分别安装在船中前部的两个牵拉导向托架8将牵拉缆6支出船外。