[發明專利]一種用于監測渦激振動抑制裝置的試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201110279382.2
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN102368050A
• 公開（公告）日: 2012-03-07
• 發明（設計）人: 賈旭;矯濱田;李樹楠;黃俊;杜瑞剛;郭輝;徐陽;鄒星;沙勇;許亮斌
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海石油研究中心;天津市海王星海上工程技術有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明涉及的是海洋工程技術領域，具體地說，涉及的是一種用于監測渦激振動抑制裝置的試驗裝置及試驗方法。

背景技術

海洋工程中超長的柔性管件應用較多，例如導纜、鉆采立管、懸跨管線等。在海流的作用下，此類柔性管件會因此承受周期性的激振力，而出現渦激振動的現象，此類結構物也會周期性地產生漩渦脫落。雖然波浪以及船體的運動同樣對這些結構物具有疲勞破壞作用，但是這些破壞隨著水深的增加保持不變或有所減小，而水流的作用會覆蓋整個結構物，隨水深的增加，渦激振動對結構物的破壞不斷增加，因此渦激振動是深水結構物疲勞破壞的主要來源。特別對于采油立管在渦激振動下發生斷裂的事故，由此帶來的不僅僅是經濟上的巨大損失，更嚴重的是將會造成巨大的環境污染。

因此常采用加裝渦激振動抑制裝置的辦法，來減輕水流對此類結構物的損害。但是對于渦激振動抑制裝置的性能好壞及所起到的作用大小，都必須要率先通過試驗直觀地對渦激振動現象進行研究，獲取較為可靠的試驗結果，才能安全用于水下應用。

而現有的一些監測渦激振動抑制效果的海上試驗裝置及試驗方法都不能全面模擬海洋立管所受到的各種海流流速影響，試驗效果都不準確。

發明內容

因此，本發明為了克服現有技術的不足，提供一種用于監測渦激振動抑制裝置的試驗裝置及試驗方法，通過該試驗可以有效驗證渦激振動抑制裝置的有效性。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種用于監測渦激振動抑制裝置的試驗裝置，其特征在于：設置一試驗船舶，在船舶的尾部設置一拖拽架，拖拽架上鉸接兩根試驗立管，所述試驗立管豎直拖拽在船舶的尾部；兩根試驗立管中的一根帶有渦激振動抑制裝置，另外一根不帶有，在每一試驗立管上均安裝有至少兩臺水下運動監測儀，其中一臺對試驗立管進行在線監測，通過電纜與船舶上的控制電腦相連，其余的對試驗立管進行離線監測。

在所述兩根試驗立管的底部間使用撐桿鉸接。

每一所述試驗立管的底端各自連接到一三角連接板，所述三角形連接板的第一個角端連接所述試驗立管，第二個角端連接一配重塊，所述配重塊自然下垂，第三個角端連接一牽拉纜，所述牽拉纜的另一端連接到所述船舶上。

兩根所述牽拉纜上端點分別固定在位于船舶兩側的兩個牽拉導向托架上。

在所述試驗立管上均勻布置五臺水下運動監測儀。

利用上述裝置進行渦激振動試驗的方法是，將試驗船舶置于海上在不同時段采取不同拖速值勻速前進，利用不同的拖速激勵出試驗立管的渦激振動，通過水下運動監測儀監測兩個試驗立管的動態響應，對比兩個試驗立管的不同數據，得出渦激振動抑制裝置的抑制能力；其中，在試驗中首先采集漲潮期間工況數據，船舶拖速從0.2m/s至2m/s，以0.1m/s的幅度增加，并保證每一個拖速持續5～10分鐘；待漲潮期間數據采集完成后，采集退潮期間工況數據，船舶拖速從2m/s至0.2m/s，以0.1m/s的幅度減少，并保證每一個拖速持續5～10分鐘。

本發明由于采取以上技術方案，其有益效果是，能夠更好的模擬出海洋立管工作中實際受到的各個海流流速的影響狀態，全面監測渦激振動情況下渦激振動抑制裝置的有效性。

附圖說明

圖1為試驗裝置正視圖；

圖2為試驗裝置側視圖；

圖3為三角形連接板裝配圖；

其中，1-試驗船舶；2-試驗立管；3-渦激振動抑制裝置；4-拖拽架；5-撐桿；6-三角連接板；7-配重塊；8-牽拉纜；9-牽拉導向托架；10-水下運動監測儀。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的進行詳細的描述。

如圖1、2所示，本發明裝置包括一試驗船舶1，兩根試驗立管2，兩根試驗立管2中的一根帶有渦激振動抑制裝置3，另外一根不帶有。兩根試驗立管2的頂端鉸接到一拖拽架4上，并將拖拽架4固定于試驗船舶1的船尾處。在兩根試驗立管2的底部間使用撐桿5鉸接，防止立管發生碰撞。在撐桿5以下，對應的兩根試驗立管2的底端各自連接到一三角連接板6，三角形連接板6的三個角端分別與試驗立管2、配重塊7、牽拉纜8進行鉸接(如圖3所示)。配重塊7自然下垂，以抑制立管上下張力。牽拉纜8的另一端連接到船體中前部甲板處，以抑制立管斜拉張力。為了避免試驗過程中牽拉纜8與試驗船舶1發生碰撞，將兩根牽拉纜8上端點分別安裝在船體中前部兩側的兩個牽拉導向托架9上，以將牽拉纜8支出船外(如圖2所示)。