[发明专利]一种海洋立管螺旋型扰流抑振装置

说明书

本发明公开了一种海洋立管螺旋型扰流抑振装置，包括立管(12)；立管(12)的外表面，嵌套有依次连接的多段立管套筒(14)；每段立管套筒(14)具有三个等间距焊接的扰流片组(6)；每个扰流片组(6)包括呈螺旋线型分布的多个扰流片(5)；每个扰流片组(6)中的任意相邻的两个扰流片(5)的间隔距离相等。本发明公开的一种海洋立管螺旋型扰流抑振装置，其能够有效抑制海洋立管发生涡激振动，具有全向性抑振效率良好，同时阻力性能良好的特点，具有重大的实践意义。

技术领域

本发明涉及海洋立管抑振技术领域，特别是涉及一种海洋立管螺旋型扰流抑振装置。

背景技术

立管是深海油气开发系统中，用于连接海洋平台和海底井口的连接管道。立管除了上下端有连接固定外，其余部分没有任何固定和支撑。因而，当海流流经立管表面时，在一定的流速下，立管两侧交替形成漩涡，漩涡脱落会对立管产生一个周期性的可变力，使立管在垂直流向上发生振动。由于旋涡会随着海流流体流动的尾流而脱落，当漩涡脱落频率与立管固有频率接近时，会引起立管强烈共振，形成涡激振动问题，长期处于这种环境下，立管会发生疲劳破坏。为减少涡激振动造成的立管疲劳破坏，延长立管的使用寿命，需要在立管设计时，考虑减轻涡激振动。目前，国际上主要通过改变立管表面形状以及在立管表面附加其他装置，来减少涡的产生，在源头上抑制涡激振动。

近年来，多数结构简单的抑振装置具有单向性特征，对全向涡激振动抑振效果不好。而结构复杂的全向性抑制措施性能较好，但是设计制造和安装成本较高，并且会造成立管拖曳力的增加，存在动态不稳定等问题，在工程上很难得以应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种海洋立管螺旋型扰流抑振装置。

为此，本发明提供了一种海洋立管螺旋型扰流抑振装置，包括立管；

立管的外表面，嵌套有依次连接的多段立管套筒；

每段立管套筒的外表面，具有三个等间距焊接的扰流片组；

每个扰流片组包括呈螺旋线型分布的多个扰流片；

每个扰流片组中，任意相邻的两个扰流片的间隔距离相等。

其中，每段立管套筒的长度为立管外径的3～5倍；

立管套筒的内径与立管的外径相同，立管套筒直接嵌套在立管外表面；

立管套筒的壁厚等于0.1～0.12倍的立管外径。

其中，每段立管套筒由形状、大小相同的三个套筒组件，环绕拼接组成；

每个套筒组件的形状为圆弧形；

每个套筒组件上具有一个扰流片组，该扰流片组上的多个扰流片在套筒组件的对角方向上呈螺旋线型分布；

每段立管套筒具有的三个扰流片组的螺旋线相互平行；

任意相邻的两段立管套筒上的扰流片组相互衔接，呈螺旋线型分布，螺旋线型的螺距等于立管外径的9～15倍。

其中，在每段立管套筒中，每个套筒组件的左右两侧，分别具有轴向卡齿和轴向卡槽；

任意相邻的两个套筒组件的相对一侧，通过轴向卡齿和轴向卡槽相互咬合卡接。

其中，在每段立管套筒中，每个套筒组件的左侧上下两端以及右侧上下两端，分别焊接有一个眼板；

任意相邻的两个套筒组件的眼板对应设置，且通过螺栓固定连接。

其中，在每段立管套筒中，每个套筒组件的顶部和底部，分别具有环向卡齿和环向卡槽；

对于任意相邻的两段立管套筒，两段立管套筒相对的一侧，通过环向卡齿和环向卡槽相互咬合卡接。