[发明专利]一种深海立管射水型主动抑振装置

说明书

技术领域

本发明属于深海工程技术领域，具体涉及一种能够有效抑制深海立管涡激振动，减小振动幅值的射水型主动抑振装置。

背景技术

深海立管是用于连接水面浮体和海床井口的隔水套管系统，它是浮式生产系统用于向船上传送液体的基本装置，也是深海生产系统中最复杂的一类设备。按照结构形式不同，主要分为钢悬链立管、顶端张力式立管、柔性立管及混合式立管。基于立管的大长细比结构特征且长期处于波浪和海流等复杂海洋环境荷载作用下，涡激振动是引发其疲劳破坏的一个主要因素。涡激振动是一种典型的流固耦合现象，当流体流过非流线型钝体时，将在结构下游形成交替脱落的漩涡，同时对结构产生周期振荡的水动力作用，受支撑约束的结构在流体力的驱动下发生振动，当漩涡脱落频率与结构的自振频率相近或一致时，会引发“锁频”共振现象，从而加速结构的疲劳破坏进程。

为了有效的降低涡激振动对立管的破坏作用，各国学者针对涡激振动抑制进行过大量的试验研究，提出通过改变结构自身特性或者安装扰流装置的方法抑制立管的涡激振动，即主动抑制和被动抑制。合理的抑振装置可有效地改变漩涡的发生条件以及尾流流态，削弱流体振荡力，从而降低立管的振幅，提高立管的疲劳寿命。

发明内容

本发明目的是针对深海立管的涡激振动，设计一种射水型主动抑振装置，该装置可有效扰乱海流及波浪，有效降低立管涡激振动幅值，实现主动抑制。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该装置包括开孔附属管，金属连接件，高压水泵，增压阀。开孔附属管通过金属连接件连接于深海立管来流向一侧，与深海立管沿竖向平行布置，开孔附属管射水孔沿深海立管轴线来流向一侧及垂直于流向的两侧分别布置，开孔附属管通过增压阀与高压水泵连接，当有海流或波浪通过深海立管时，高压水泵开启，输入额定功率的水压，通过开孔附属管射水孔沿三个方向喷射高压水流，在剖面上水流喷射可形成半圆形布置。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明剖面示意图。

其中1—开孔附属管，2—射水孔，3—高压水泵，4—金属连接件，5—增压阀，6—深海立管，7—高压水流，8—海流或波浪。

具体实施方式

如图1、图2所示，开孔附属管1与深海立管6通过沿长度布置的金属连接件4连接，开孔附属管1处于来流方向，射水孔2朝向来流及垂直于来流的三个方向。当有海流或波浪8通过立管时，开启高压水泵3，输入额定功率的水压，通过开孔附属管1的射水孔2喷射高压水流7，高压水流7在剖面上可实现半圆形布置，整个抑振过程可实现主动抑制。