一种仿鱼鳍柔性导流的隔水管涡激振动抑制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种仿鱼鳍柔性导流的隔水管涡激振动抑制装置，由上、下两个旋转模块、一个导流控制套筒和两个柔性导流板组成。导流控制套筒为一横截面呈脚垫形的套筒，柔性导流板为一鱼鳍状柔性材料制成的薄板，旋转模块包括呈上下结构的固定件和转动件，在转动件与固定件的配合下，套筒可以自由旋转，应对不同方向来流。本实用新型专利技术导流控制套筒和柔性导流板构成的流线形表面可以对来流实现有效分流，延缓边界层的分离点，抑制绕流旋涡的产生。柔性导流板可以变形，并带动装置旋转和摆动，扰乱隔水管尾部旋涡，从而抑制涡激振动的发生。

An entity flexible diversion riser VIV suppression device

The utility model relates to a flexible fin imitation diversion riser VIV suppression device consists of two rotating modules, a flow control sleeve and two flexible honeycomb board. The diversion control sleeve as a cross section of a sleeve shaped pad, flexible guiding plate is a sheet of flexible material of a fish fin, a rotation module comprises a structure fixing member and the rotatable member with rotating parts and fixing parts, the sleeve can rotate freely with different direction of flow. The streamlined surface composed of a flow control sleeve and a flexible guide plate of the utility model can effectively realize the flow separation of the incoming flow, delay the separation point of the boundary layer and restrain the generation of the swirling flow vortex. The flexible draft plate can deform and rotate and swing the device to disturb the vortex at the tail of the riser, thereby restraining the vortex induced vibration.

【技术实现步骤摘要】
一种仿鱼鳍柔性导流的隔水管涡激振动抑制装置
本技术属于海洋隔水管设施铺设
，具体涉及一种仿鱼鳍柔性导流的隔水管涡激振动抑制装置。
技术介绍
深水已成为世界油气资源开发的主战场。隔水管系统是海洋油气开发系统中薄弱的构件之一，是深水油气开发的咽喉，负责连接海底井口与海面钻井船或平台，对深水钻完井工作液的安全输送起到了至关重要的作用。随着海洋油气钻井水深不断增加，海洋环境越来越复杂，对隔水管等海洋钻井装备提出了更高的要求。浸没在海水中的隔水管，受到波浪、海流等复杂的海洋环境载荷，容易形成涡激振动而加速隔水管的疲劳破坏，严重影响了深水钻井隔水管的使用寿命，对海洋环境与安全造成严重的威胁。近年来国内外学者投入大量精力在涡激振动抑制装置的研发上，较早提出并实践的深水隔水管涡激振动抑制装置是螺旋列板和导流板。螺旋列板对不同方向水流引起的涡激振动均能有效抑制，但增加了绕流阻力。而导流板位于隔水管迎流面背部才能有效工作，因此不能顺应海流方向的变化。因此，急需设计一种适应海洋流向不断变化的真实环境，且减阻效果好的新型涡激振动抑制装置。
技术实现思路
本技术所要解决问题是针对现有海洋隔水管涡激振动抑制装置存在的不足，提供一种结构简单，性能可靠，现场安装方便，并能够应对任意方向来流的仿鱼鳍柔性导流的隔水管涡激振动抑制装置。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种仿鱼鳍柔性导流的隔水管涡激振动抑制装置，由上、下两个旋转模块、一个导流控制套筒和两个柔性导流板组成。导流控制套筒为一横截面呈脚垫形的套筒，套筒头部为弧形尖端，套筒尾部为一虎口，套筒虎口为凹向内侧的圆柱面，该圆柱面的直径大于隔水管的外径。在套筒的上、下两个端面上沿内凹圆弧周向上均匀等距开设有三个矩形插孔。在套筒虎口的垂向纵断面左、右两端分别开设一个T型卡槽。柔性导流板为一鱼鳍状柔性材料制成的薄板，其垂向纵断面上设有一个T形插销，T形插销由上而下插入导流控制套筒上的T形卡槽内实现固定，使两个柔性导流板对称安装固定在导流控制套筒上。旋转模块的固定件和转动件为上下结构，旋转模块的固定件由对称的两半圆环形构件组成，其内径等于隔水管外径，固定件套装在隔水管外壁，通过螺栓连接固定。旋转模块的转动件也由两半圆环形构件组成，转动件内径大于隔水管外径，避免其转动时与隔水管间的摩擦。转动件的外径等于固定件的外径，在转动件的一个半圆环形构件的外侧壁沿周向均匀等距设置有三个矩形插销，与导流控制套筒端面上的矩形插孔相匹配。在转动件与固定件对接的圆周表面上设有沟槽，转动件与固定件之间安有环形滚珠支撑架，支撑架沿周向等间距开设有10个滚珠槽孔，每个滚珠槽孔内放置一个滚珠。滚珠在固定件与转动件的沟槽中可自由滚动。上、下两个旋转模块按间隔一个导流控制套筒的高度安装在隔水管外壁，且转动件的矩形插销插入导流控制套筒的矩形插孔。本技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本技术可自由旋转，能有效减缓不同来流方向引发的涡激振动，适应流向频繁变化的海洋环境；2、本技术的柔性导流板可以变形，扰乱隔水管尾部旋涡，抑制涡激振动。附图说明图1为本技术装置立体结构示意图图2为本技术导流控制套筒结构示意图图3为本技术柔性导流板结构示意图图4为本技术旋转模块结构示意图图5为本技术旋转模块拆分示意图其中：1、隔水管；2、固定件；3、转动件；4、导流控制套筒；5、柔性导流板；6、矩形插孔；7、T形卡槽；8、T形插销；9、矩形插销；10、滚珠支撑架；11、滚珠。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施作进一步描述。如图1所示，一种仿鱼鳍柔性导流的隔水管涡激振动抑制装置由上、下两个旋转模块、一个导流控制套筒4和两个柔性导流板5组成。导流控制套筒4为一横截面呈脚垫形的套筒，套筒头部为弧形尖端，套筒尾部为一虎口，套筒虎口为凹向内侧的圆柱面，该圆柱面的直径大于隔水管1的外径。在套筒的上、下两个端面上沿内凹圆弧周向上均匀等距开设有三个矩形插孔6。在套筒虎口的垂向纵断面左、右两端分别开设一个T型卡槽7。柔性导流板5为一鱼鳍状柔性材料制成的薄板，其垂向纵断面上设有一个T形插销8，T形插销8由上而下插入导流控制套筒4上的T形卡槽7内实现固定，使两个柔性导流板5对称安装固定在导流控制套筒4上。旋转模块的固定件2和转动件3为上下结构，旋转模块的固定件2由对称的两半圆环形构件组成，其内径等于隔水管1外径，固定件2套装在隔水管1外壁，通过螺栓连接固定。旋转模块的转动件3也由两半圆环形构件组成，转动件3内径大于隔水管1外径，避免其转动时与隔水管1间的摩擦。转动件3的外径等于固定件2的外径，在转动件3的一个半圆环形构件的外侧壁沿周向均匀等距设置有三个矩形插销9，与导流控制套筒4端面上的矩形插孔6相匹配。在转动件3与固定件2对接的圆周表面上设有沟槽，转动件3与固定件2之间安有环形滚珠支撑架10，支撑架沿周向等间距开设有10个滚珠槽孔，每个滚珠槽孔内放置一个滚珠11。滚珠11在固定件2与转动件3的沟槽中可自由滚动。上、下两个旋转模块按间隔一个导流控制套筒4的高度安装在隔水管1外壁，且转动件3的矩形插销9插入导流控制套筒4的矩形插孔6。具体实施例：本装置安装时，首先将下部固定件2通过螺栓固定在隔水管1外表面，并使沟槽面朝上。在沟槽中安放滚珠支撑架10，每个滚珠槽孔内放置一个滚珠11。然后，与固定件2对接安装一个转动件3，使其矩形插销9朝上放置，完成下旋转模块的安装。接着，安装导流控制套筒4，使转动件3的三个矩形插销9插入导流控制套筒4下端面的三个矩形插孔6。然后，将两块柔性导流板5的T形插销8由上而下插入导流控制套筒4上的T形卡槽7内实现固定，使两个柔性导流板5对称安装固定在导流控制套筒4上。接着，在导流控制套筒4上端面安装一个转动件3，使该转动件3的三个矩形插销9插入导流控制套筒4上端面的三个矩形插孔6。最后，依次安放滚珠支撑架10、滚珠11和安装固定件2，完成上旋转模块的安装。将安有本装置的隔水管1置于海水中，导流控制套筒4和柔性导流板5构成的流线形表面可以对来流实现有效分流，延缓边界层的分离点，抑制旋涡的产生。同时，柔性导流板5受海流冲击后会发生变形，并带动装置旋转和摆动，扰乱了隔水管1尾部的旋涡，从而实现了涡激振动的抑制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仿鱼鳍柔性导流的隔水管涡激振动抑制装置，其特征在于：由上、下两个旋转模块、一个导流控制套筒(4)和两个柔性导流板(5)组成；导流控制套筒(4)为一横截面呈脚垫形的套筒，套筒头部为弧形尖端，套筒尾部为一虎口，套筒虎口为凹向内侧的圆柱面，该圆柱面的直径大于隔水管(1)的外径，在套筒的上、下两个端面上沿内凹圆弧周向上均匀等距开设有三个矩形插孔(6)，在套筒虎口的垂向纵断面左、右两端分别开设一个T型卡槽(7)；柔性导流板(5)为一鱼鳍状柔性材料制成的薄板，其垂向纵断面上设有一个T形插销(8)，T形插销(8)由上而下插入导流控制套筒(4)上的T形卡槽(7)内实现固定，使两个柔性导流板(5)对称安装固定在导流控制套筒(4)上；旋转模块的固定件(2)和转动件(3)为上下结构，旋转模块的固定件(2)由对称的两半圆环形构件组成，其内径等于隔水管(1)外径，固定件(2)套装在隔水管(1)外壁，通过螺栓连接固定，旋转模块的转动件(3)也由两半圆环形构件组成，转动件(3)内径大于隔水管(1)外径，避免其转动时与隔水管(1)间的摩擦，转动件(3)的外径等于固定件(2)的外径，在转动件(3)的一个半圆环形构件的外侧壁沿周向均匀等距设置有三个矩形插销(9)，与导流控制套筒(4)端面上的矩形插孔(6)相匹配，在转动件(3)与固定件(2)对接的圆周表面上设有沟槽，转动件(3)与固定件(2)之间安有环形滚珠支撑架(10)，支撑架沿周向等间距开设有10个滚珠槽孔，每个滚珠槽孔内放置一个滚珠(11)，滚珠(11)在固定件(2)与转动件(3)的沟槽中可自由滚动，上、下两个旋转模块按间隔一个导流控制套筒(4)的高度安装在隔水管(1)外壁，且转动件(3)的矩形插销(9)插入导流控制套筒(4)的矩形插孔(6)。...

【技术特征摘要】
1.一种仿鱼鳍柔性导流的隔水管涡激振动抑制装置，其特征在于：由上、下两个旋转模块、一个导流控制套筒(4)和两个柔性导流板(5)组成；导流控制套筒(4)为一横截面呈脚垫形的套筒，套筒头部为弧形尖端，套筒尾部为一虎口，套筒虎口为凹向内侧的圆柱面，该圆柱面的直径大于隔水管(1)的外径，在套筒的上、下两个端面上沿内凹圆弧周向上均匀等距开设有三个矩形插孔(6)，在套筒虎口的垂向纵断面左、右两端分别开设一个T型卡槽(7)；柔性导流板(5)为一鱼鳍状柔性材料制成的薄板，其垂向纵断面上设有一个T形插销(8)，T形插销(8)由上而下插入导流控制套筒(4)上的T形卡槽(7)内实现固定，使两个柔性导流板(5)对称安装固定在导流控制套筒(4)上；旋转模块的固定件(2)和转动件(3)为上下结构，旋转模块的固定件(2)由对称的两半圆环形构件组成，其内径等于隔水管(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红钧，唐丽爽，廖梓行，尤嘉慧，王宇，邹冰雪，李书航，王振华，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川,51