[发明专利]一种海洋钻井隔水管抑制涡激振动的装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种海洋钻井隔水管抑制涡激振动的装置，包括若干旋转罩，所述旋转罩分为内圈和外圈，内圈外侧和外圈内侧设有凹槽，凹槽内设有滚珠，所述旋转罩内圈并排套在隔水管本体外侧，所述外圈外侧设有2‑4组导流块，每组导流块周向展开成横向连续8字型，上下两组导流块之间设有间隙。本发明采用轴承式的内外圈结构，内部设置缓冲层，工作时外圈转动内圈不动，具有抑制涡激振动和防碰保护两个功能，面对海流时通过外圈间隙、弧度的引流以及外圈转动，使得漩涡泄放减弱，横向振动受到抑制，可以全方位抑制涡激振动，使用方便，性能可靠，成本低，不易腐蚀，使用寿命长。

技术领域

本发明属于隔水管技术领域，具体涉及一种海洋钻井隔水管抑制涡激振动的装置及其制备方法。

背景技术

海上隔水管是海上钻井平台下到海底浅层的套管，主要是用来隔绝海水、导入钻具和套管，以及构成泥浆循环的通道；同时作为海上井口的持力结构。隔水管的完整性对海上作业安全至关重要。隔水管在海洋中持续受到波浪、海流等复合载荷的作用，当海流绕过隔水管时，在隔水管前后形成压差阻力，并在其柱面形成拖拽力，从而造成隔水管纵向振动；另外，在隔水管后方两侧产生交替脱落的漩涡，引起与流动方向垂直的升力额外地施加在隔水管上，升力方向的交替变化造成了隔水管的横向振动，这种振动更为剧烈；当漩涡脱落频率接近隔水管振动的某一固有频率的时候，结构的振动会迫使漩涡脱落频率在较大的流速范围内固定于圆柱的某一固有频率，发生锁定现象，即共振，从而导致隔水管疲劳失效。一旦隔水管发生疲劳破坏，不仅会引起海上重大安全事故，造成巨大的经济损失，而且将对海洋环境造成灾难性的破坏。

现有的隔水管涡激振动抑制装置存在成本高，制造工艺复杂，重量大，安装繁琐以及现场实施操作不便等不足，需要改进。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种海洋钻井隔水管抑制涡激振动的装置及其制备方法，结构简单，使用方便，性能可靠，成本低，不易腐蚀，使用寿命长。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种海洋钻井隔水管抑制涡激振动的装置，包括若干旋转罩，所述旋转罩分为内圈和外圈，内圈外侧和外圈内侧设有凹槽，凹槽内设有滚珠，所述旋转罩内圈并排套在隔水管本体外侧，所述外圈外侧设有2-4组导流块，每组导流块周向展开成横向连续8字型，上下两组导流块之间设有间隙。

作为本发明的一种改进，所述旋转罩内圈与隔水管本体之间设有缓冲层。

作为本发明的一种改进，所述导流块与外圈通过不锈钢沉头螺栓连接。

作为本发明的一种改进，每块导流块表面呈波浪形，导流块最厚处为0.02D，最薄处为0.01D（D为隔水管本体外径）。

作为本发明的一种改进，所述间隙为0.02-0.04D。

作为本发明的一种改进，每个导流块呈椭圆形。

上述一种海洋钻井隔水管抑制涡激振动的装置的制备方法是：首先将隔水管侧面包裹缓冲层，然后将旋转罩的内圈高度在缓冲层外侧，旋转罩的外圈设置在内圈外侧，中间嵌入滚珠，一块块安装导流块，上一组与下一组导流块之间间隙为0.02-0.04D。

本发明的有益效果是：

本发明所述的一种海洋钻井隔水管抑制涡激振动的装置，采用轴承式的内外圈结构，内部设置缓冲层，具有抑制涡激振动和防碰保护两个功能，面对海流时通过外圈间隙、弧度的引流以及外圈转动，使得漩涡泄放减弱，横向振动受到抑制，可以全方位抑制涡激振动，使用方便，性能可靠，成本低，不易腐蚀，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明俯视图。

图2为本发明所述的外圈主视图。

附图标记列表：