[实用新型]一种尾部叶片随流摆动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，具体涉及一种尾部叶片随流摆动的立 管涡激振动抑制装置。

背景技术

随着我国经济深化改革的不断推进，大力发展海洋经济已势在必行，海洋油气资源 作为海洋经济的主要发力点，已受到高度重视。海洋立管作为海洋油气输送的主要通道， 是海洋油气开采不可或缺的重要部件。但立管长期处于复杂多变的海流环境中，海流绕 经立管时会产生周期性交替泄放的旋涡，造成交变的升阻力，从而引起立管的振动。当 立管振动频率与旋涡泄放频率相近时会引发共振，从而加速立管的疲劳损坏。因此，立 管涡激振动的抑制是关系能否安全开采海洋油气的关键。

现有的立管涡激振动装置包括主动和被动两种，主动抑制装置结构复杂且需要消耗 外部能量，被动抑制装置往往固定不动、效果有限。将两者有机结合，利用取之不竭的 海流能将是提高抑制效果的有利举措。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是针对现有立管涡激振动抑制装置存在的不足，提供一 种无能耗、结构简单的尾部叶片随流摆动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：

一种尾部叶片随流摆动的立管涡激振动抑制装置，由上、下两个固定单元和三个导 流片组成。固定单元由前部固定件和尾部固定件组成，前部固定件为一半环状构件，尾 部固定件为一外拱壁连有三根长方体支撑条的半环状构件，其三根长方体支撑条均匀布 置于尾部固定件的外拱壁。前部固定件和尾部固定件从两侧套装于立管外壁，通过螺栓 对接固定，从而形成一个固定单元。在立管外壁间隔一个导流片高度的位置分别安装上、 下两个固定单元，并在上固定单元尾部固定件的长方体支撑条顶端开有向下的圆形插 孔，在下固定单元尾部固定件的长方体支撑条顶端开有向上的圆形插孔。导流片为S型 小振幅波状板，其横截面为一个周期的正弦波状。在导流片两端对应正弦波起点的位置 加工有圆柱状插销，三根导流片的两端插销分别插入上、下固定单元三根长方体支撑条 的插孔中，使得三根导流片垂直位于上、下两个固定单元之间。

所述的长方体支撑条的长度为立管直径D的0.2～0.3倍；所述的导流片横截面正弦 波的波高为0.05～0.10D，波长为1.0～1.5D；所述的插销高度小于插孔深度，插销外径 小于插孔孔径。

本实用新型由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

1、本实用新型导流片的插销高度小于插孔深度，插销外径小于插孔孔径，使得导 流片存在自由活动的空间，在海流的冲击下会随流摆动，从而扰乱立管尾部旋涡的形成， 达到涡激振动抑制的效果；

2、本实用新型装置整体结构简单，成本低，安装方便。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图

图2为本实用新型尾部固定件结构示意图

图3为本实用新型导流片结构示意图

图4为本实用新型横截面导流原理图

其中：1、立管；2、前部固定件；3、尾部固定件；4、导流片；5、长方体支撑条； 6、插孔；7、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，一种尾部叶片随流摆动的立管涡激振动抑制装置，由上、下两个固定 单元和三个导流片4组成。固定单元由前部固定件2和尾部固定件3组成，前部固定件 2为一半环状构件，如图2所示，尾部固定件3为一外拱壁连有三根长方体支撑条5的 半环状构件，其三根长方体支撑条5均匀布置于尾部固定件3的外拱壁。前部固定件2 和尾部固定件3从两侧套装于立管1外壁，通过螺栓对接固定，从而形成一个固定单元。 在立管1外壁间隔一个导流片4高度的位置分别安装上、下两个固定单元，并在上固定 单元尾部固定件3的长方体支撑条5顶端开有向下的圆形插孔6，在下固定单元尾部固 定件3的长方体支撑条5顶端开有向上的圆形插孔6。如图3所示，导流片4为S型小 振幅波状板，其横截面为一个周期的正弦波状。在导流片4两端对应正弦波起点的位置 加工有圆柱状插销7，三根导流片4的两端插销7分别插入上、下固定单元三根长方体 支撑条5的插孔6中，使得三根导流片4垂直位于上、下两个固定单元之间。