[实用新型]一种开孔导流螺旋列板涡激振动抑制装置

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，具体涉及一种带孔导流螺旋列板涡激振动抑制装置。

背景技术

随着陆地石油资源的日益枯竭，人们不得不将更多的目光转向深水油气田的开发。海洋立管是进行深水油气开采必不可少的设备，它连接了水下井口与海面作业平台，是海洋基础结构的关键组成部分。然而，海洋环境恶劣，方向与大小均不断变化的波浪、海流对立管存在直接的冲击载荷，且随着开发水深的进一步加大，立管变得更为细长，在波浪、海流的作用下，立管两侧交替脱落的漩涡会引发立管振动，从而引起立管的疲劳损伤。一旦立管出现失效，地层油气将不受约束地泄漏至海水中，造成重大安全事故，并对作业区海域造成灾难性的生态破坏。因此，剖析涡激振动机理，研发涡激振动抑制装置一直是海洋油气开采作业关心的热点问题。

现有的涡激振动抑制装置主要是在立管上安装附属结构，如分离盘、整流罩、扰流板、导流翼、螺旋列板等，使得立管表面形状发生改变，从而改变立管周围的流场，削弱周期性漩涡的形成和发展。其中，螺旋列板对不同方向的海水来流都能起到同样的抑制效果，受到了业界的推崇。但螺旋列板的存在，增大了海流对立管的拖曳力，从而增大了立管沿流向的位移和应变，这种影响是负面的。

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，提供一种基于现有螺旋列板抑制装置，在螺旋列板上开设若干个导流孔，以达到减小海流对立管拖曳力的开孔导流螺旋列板涡激振动抑制装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种开孔导流螺旋列板涡激振动抑制装置，由多个基本单元沿海洋立管轴线方向串列组合而成，所述的基本单元由套筒和开设导流孔的螺旋列板组成。套筒与立管同轴，套筒套装固定在立管上。套筒外表面有三片螺旋列板，呈120°均匀分布，每片螺旋列板绕套筒旋转一周，螺旋列板的横截面为矩形。套筒和螺旋列板为一整体，由模具一次加塑成型。在每片螺旋列板上，沿立管轴线方向等垂向高度间距开设四个导流孔。

本实用新型由于采取以上技术方案，具有以下优点：

1、本实用新型的整个装置由塑料制造而成，能大幅降低成本，简化制造工艺，不易腐蚀和损坏，可以重复使用；

2、本实用新型可以根据现场实际情况，调节各基本单元之间的距离，以达到最佳的抑制效果。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图

其中：1.套筒；2.螺旋列板；3.导流孔。

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。

本实用新型由多个基本单元沿海洋立管轴线方向串列组合而成，如图1所示，所述的基本单元由套筒1和开设导流孔3的螺旋列板2组成。套筒1与立管同轴，套筒1套装固定在立管上。套筒1外表面有三片螺旋列板2，呈120°均匀分布，每片螺旋列板2绕套筒1旋转一周，螺旋列板2的横截面为矩形。套筒1和螺旋列板2为一整体，由模具一次加塑成型。在每片螺旋列板2上，沿立管轴线方向等垂向高度间距开设四个导流孔3。

具体实施例：

根据实际海洋立管的长细比和当地海洋波浪、海流的常年统计信息，设计合理的基本单元间距，计算出需要的基本单元个数n。安装单个基本单元时，直接将套筒1套装固定在立管上的合适位置，套筒1外表面为三片开有导流孔3的螺旋列板2。根据设计的基本单元间距，按照同样的安装方法串列安装剩余的基本单元。

装置安装完毕后，将海洋立管置于海水中。均匀环绕的螺旋列板2能够应对不同方向的来流，并对立管周围的绕流场起到有效的干扰作用，从而破坏漩涡的形成。螺旋列板2上的导流孔3能够及时地引导冲击在螺旋列板2上的流体从其穿过，起到有效的分流作用，从而降低水流对螺旋列板2的拖曳力；同时，导流孔3导出的流体对立管周围的绕流场实现了扰动，进一步破坏了立管两侧漩涡的形成。在螺旋列板2与导流孔3的共同作用下，涡激振动抑制效果得到了有效提高。