一種套裝可旋引流條的立管渦激振動抑制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于海洋立管設施鋪設技術領域，具體涉及一種套裝可旋引流條的立管渦激振動抑制裝置。
【背景技術】
[0002]大力開發海洋油氣資源是擺脫目前居高不下的油氣對外依存度困境的關鍵方法之一。我國深水油氣開發技術已邁入國際先進行列，海洋立管作為連接海床至平臺的關鍵紐帶，承載著安全高效鉆采的重要使命。然而，隨著開采水深的增加，海洋風、浪、流等物理環境對立管的影響陡增。尤其是在海洋波、流的作用下，立管后方會形成旋渦，從而誘發渦激振動。當旋渦脫落頻率與立管固有頻率相近時，會引起共振，加速立管的疲勞損壞，從而耽誤作業周期，造成巨大的經濟損失和生態環境破壞。因此，渦激振動的抑制一直是海洋工程技術人員關注的熱點。
[0003]目前，渦激振動抑制裝置主要通過改變立管表面形狀，造成邊界層分離點迀移，從而破壞尾流旋渦的形成，如分離盤、整流罩、整流飄帶、螺旋列板等。這些抑制裝置大多采用金屬材質，增加了立管的負重，需要配備更大的浮力塊，且金屬材質的抑制裝置浸泡在海水中易產生腐蝕，從而失去抑制效果。另外，海流方向不斷變化，隨流轉動的抑制裝置才能真正適應流向連續變化的海洋環境。因此，現場急需輕質、可轉、非金屬材料的渦激振動抑制
目.ο
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于針對現有渦激振動抑制裝置的不足，提供一種輕質、經濟、可隨流旋轉的套裝可旋引流條的立管渦激振動抑制裝置。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]—種套裝可旋引流條的立管渦激振動抑制裝置，由旋轉單元和引流套筒組成。旋轉單元包括兩個轉動軸承、兩個限位卡環和一個可旋隔水板。轉動軸承由內軸與外軸嵌套組成，內軸是由對稱的兩個半圓形構件對接組合而成，通過螺栓連接固定在立管上，內軸外壁沿環向均勻開設12個半圓柱形圓柱滾子卡槽。外軸亦由對稱的兩個半圓形構件對接組合而成，通過螺栓連接安裝于內軸外部，外軸內壁開有環向凹槽。內軸與外軸之間布置有圓柱滾子，圓柱滾子一半置于圓柱滾子卡槽內，一半置于外軸的環向凹槽中，實現外軸繞管軸旋轉。每半外軸一側端面中部設有軸向限位片，以防止外軸出現軸向滑動。限位卡環由一圓環連接一長方體棍柄組合而成，限位卡環通過圓環套于轉動軸承外部，由圓環端部螺栓連接固定，長方體棍柄上開有隔水板插槽。可旋隔水板為一梳子狀塑料板，兩端設有對應隔水板插槽的隔水板插耳，插入隔水板插槽安裝固定，并使梳柄端向外、梳齒端向內。引流套筒為一圓筒結構，半側外表面連有三列引流條，引流套筒與引流條均由橡膠加工成型。引流套筒套于轉動軸承外，上、下兩端緊挨限位卡環，且連有引流條的一側緊靠可旋隔水板的梳齒端。
[0007]所述的引流條中間一列與引流套筒表面垂直，布置于可旋隔水板的梳齒間；另外兩列引流條均向中間一列傾斜，與水平方向的夾角Θ為5°?10°。
[0008]所述的轉動軸承內軸內徑等于立管外徑;轉動軸承外軸外徑、限位卡環內徑與引流套筒內徑均相等。
[0009]所述的轉動軸承高度為限位卡環高度的2倍，限位卡環與引流套筒均套裝于轉動軸承外，各占轉動軸承高度的一半。
[0010]本實用新型由于采用以上技術方案，其具有以下優點:
[0011]1、本實用新型的可旋隔水板在海流沖擊下會帶動旋轉軸承和引流套筒發生旋轉，使引流條繞至背流側，從而破壞立管尾流旋渦，實現渦激振動的抑制，適用于流向頻繁隨機變化的海洋環境；
[0012]2、本實用新型的限位卡環、可旋隔水板和引流套筒均可由輕質材料加工，使整體裝置重量輕、不易腐蝕；
[0013]3、本實用新型作為一個基本單元，在立管不同位置可視需要安裝多個。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型裝置立體結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型的裝配圖；
[0016]圖3為本實用新型旋轉軸承立體結構示意圖；
[0017]圖4為本實用新型一半旋轉軸承的外軸和內軸結構示意圖；
[0018]圖5為本實用新型限位卡環和可旋隔水板的結構示意圖；
[0019]圖6為本實用新型引流套筒的橫截面圖；
[0020]其中:1、立管;2、轉動軸承;3、限位卡環;4、引流套筒;5、可旋隔水板;6、引流條;7、外軸;8、內軸;9、軸向限位片；10、環向凹槽；11、圓柱滾子卡槽；12、圓柱滾子；13、隔水板插槽;14、隔水板插耳。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型的具體實施作進一步描述。
[0022]如圖1、圖2所示，一種套裝可旋引流條的立管渦激振動抑制裝置，由旋轉單元和引流套筒4組成。旋轉單元包括兩個轉動軸承2、兩個限位卡環3和一個可旋隔水板5。
[0023]如圖3、圖4所示，轉動軸承2由內軸8與外軸7嵌套組成，內軸8是由對稱的兩個半圓形構件對接組合而成，通過螺栓連接固定在立管I上，內軸8外壁沿環向均勻開設12個半圓柱形圓柱滾子卡槽11。外軸7亦是由對稱的兩個半圓形構件對接組合而成，通過螺栓連接安裝于內軸8外部，外軸7內壁開有環向凹槽10。內軸8與外軸7之間布置有圓柱滾子12，圓柱滾子12—半置于圓柱滾子卡槽11內，一半置于外軸7的環向凹槽10中，實現外軸7繞管軸旋轉。每半外軸7—側端面中部設有軸向限位片9，以防止外軸7出現軸向滑動。
[0024]如圖5所示，限位卡環3由一圓環連接一長方體棍柄組合而成，限位卡環3通過圓環套于轉動軸承2外部，由圓環端部螺栓連接固定，長方體棍柄上開有隔水板插槽13。
[0025]如圖5所示，可旋隔水板5為一梳子狀塑料板，兩端設有對應隔水板插槽13的隔水板插耳14，插入隔水板插槽13安裝固定，并使梳柄端向外、梳齒端向內。
[0026]如圖2所示，引流套筒4為一圓筒結構，半側外表面連有三列引流條6，引流套筒4與弓丨流條6均由橡膠加工成型。如圖1所示，引流套筒4套于轉動軸承2外，上、下兩端緊挨限位卡環3，且連有引流條6的一側緊靠可旋隔水板5的梳齒端。
[0027]如圖6所示，所述的引流條6中間一列與引流套筒4表面垂直，布置于可旋隔水板5的梳齒間；另外兩列引流條6均向中間一列傾斜，與水平方向的夾角Θ為5°?10°。
[0028]所述的轉動軸承2內軸8內徑等于立管I外徑;轉動軸承2外軸7外徑、限位卡環3內徑與引流套筒4內徑均相等。
[0029]所述的轉動軸承2高度為限位卡環3高度的2倍，限位卡環3與引流套筒4均套裝于轉動軸承2外，各占轉動軸承2高度的一半。
[0030]實施例:
[0031]安裝本實用新型時，首先確定立管I上要安裝的位置，計算上、下兩個旋轉軸承2的間距，然后安裝旋轉軸承2。安裝旋轉軸承2時，先將內軸8通過螺栓固定于立管I表面，然后將圓柱滾子12布置于圓柱滾子卡槽11內，再將外軸7套裝于內軸8外，并使上旋轉軸承2的外軸7軸向限位片9位于上端面，下旋轉軸承2的外軸7軸向限位片9位于下端面。接著，使引流套筒4的兩端分別套裝于上、下旋轉軸承2上。再在引流套筒4的下端安裝下限位卡環3，使下限位卡環3套裝于下旋轉軸承2外部，并使限位卡環3的長方體棍柄與引流條6同側，且長方體棍柄與中間一列引流條6平行。然后，將可旋隔水板5插入下限位卡環3的隔水板插槽13，使梳柄端向外、梳齒端向內，且梳齒端緊貼引流套筒4。最后，安裝上限位卡環3，將上限位卡環3套裝于上旋轉軸承2外部，同時使可旋隔水板5的上端隔水板插耳14插入上限位卡環3的隔水板插槽13。
[0032]安裝完畢后，將安有本實用新型的立管I置于海洋環境中使用。可旋隔水板5在海流沖擊下會帶動旋轉軸承2和引流套筒4發生旋轉，使引流條6繞至背流側，從而破壞立管I尾流旋渦，實現渦激振動的抑制。
【主權項】
1.一種套裝可旋引流條的立管渦激振動抑制裝置，其特征在于:由旋轉單元和引流套筒(4)組成;旋轉單元包括兩個轉動軸承(2)、兩個限位卡環(3)和一個可旋隔水板(5);轉動軸承(2)由內軸(8)與外軸(7)嵌套組成，內軸(8)固定在立管(I)上，外軸(7)安裝于內軸(8)外部，內軸(8)與外軸(7)之間布置有圓柱滾子(12)，實現外軸(7)繞管軸旋轉;限位卡環(3)由一圓環連接一長方體棍柄組合而成，限位卡環(3)通過圓環套于轉動軸承(2)外部，由圓環端部螺栓連接固定，長方體棍柄上開有隔水板插槽(13);可旋隔水板(5)為一梳子狀塑料板，兩端設有對應隔水板插槽(13)的隔水板插耳(14)，插入隔水板插槽(13)安裝固定，并使梳柄端向外、梳齒端向內；引流套筒(4)為一圓筒結構，半側外表面連有三列引流條(6)，引流套筒(4)與引流條(6)均由橡膠加工成型；引流套筒(4)套于轉動軸承(2)外，上、下兩端緊挨限位卡環(3)，且連有引流條(6)的一側緊靠可旋隔水板(5)的梳齒端。2.如權利要求1所述的套裝可旋引流條的立管渦激振動抑制裝置，其特征在于:引流條(6)中間一列與引流套筒⑷表面垂直，布置于可旋隔水板(5)的梳齒間；另外兩列引流條(6)均向中間一列傾斜，與水平方向的夾角Θ為5°?10°。3.如權利要求1所述的套裝可旋引流條的立管渦激振動抑制裝置，其特征在于:轉動軸承(2)內軸(8)內徑等于立管(I)外徑;轉動軸承(2)外軸(7)外徑、限位卡環(3)內徑與引流套筒(4)內徑均相等。4.如權利要求1所述的套裝可旋引流條的立管渦激振動抑制裝置，其特征在于:轉動軸承(2)高度為限位卡環(3)高度的2倍，限位卡環(3)與引流套筒(4)均套裝于轉動軸承(2)夕卜，各占轉動軸承(2)高度的一半。
【專利摘要】本實用新型涉及一種套裝可旋引流條的立管渦激振動抑制裝置，由旋轉單元和引流套筒組成，旋轉單元包括兩個轉動軸承、兩個限位卡環和一個可旋隔水板。兩個轉動軸承一上一下安裝于立管外，引流套筒兩端分別套于上、下旋轉軸承外，兩個限位卡環安裝于引流套筒兩端，也套裝在旋轉軸承外，兩限位卡環間安有可旋隔水板，引流套筒上布置有三列引流條。可旋隔水板在海流沖擊下會帶動旋轉軸承和引流套筒發生旋轉，使引流條繞至背流側，從而破壞立管尾流旋渦，實現渦激振動的抑制。本實用新型適用于流向頻繁隨機變化的海洋環境，重量輕、成本低。
【IPC分類】E21B17/10, F16L55/04, E21B17/01
【公開號】CN205225096
【申請號】CN201520962915
【發明人】朱紅鈞, 尤嘉慧, 唐麗爽, 廖梓行
【申請人】西南石油大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年11月27日