[發明專利]一種針對立管渦激振動的噴氣型主動驅動裝置

有效

• 申請號: 201610198127.8
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN106917591B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 李朋;張憲堂;鄭鴻飛;王飛;張永波
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21B17/01
• 分類號: E21B17/01;F16L55/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于海洋工程技術領域，涉及一種針對立管渦激振動的噴氣型主動驅動裝置。該裝置包括開孔鋼管，金屬套箍，高壓氣泵，增壓閥，壓力傳感器，控制電腦。開孔鋼管通過金屬套箍與立管連接，與立管平行布置，開孔鋼管安裝于立管來流向一側，鋼管長度開孔均沿立管軸線，且開孔均朝向來流向一側。鋼管頂部由增壓閥與高壓氣泵連接，沿鋼管表面布置兩組壓力傳感器，壓力傳感器與高壓氣泵控制端分別與控制電腦連接。當有海流或波浪通過立管時，壓力傳感器將信號傳遞給控制電腦，當壓力信號超過設定值時，控制電腦使高壓氣泵自動開啟，輸出高壓氣流并通過鋼管開孔噴射，氣流可有效的擾亂海流及波浪，降低立管渦激振動幅值。

技術領域

本發明屬于海洋立管抑振領域，具體涉及一種針對立管渦激振動的噴氣型主動驅動裝置。

背景技術

海洋立管是深海油氣田開發系統的重要組成部分，是海上平臺與海底井口的連接管道。在波浪、海流等外部環境荷載作用下產生的渦激振動是立管疲勞破壞的主要誘因。而立管一旦發生破壞，將造成巨大的經濟損失并引發嚴重的海洋污染和次生災害。因此，在立管設計時，如何降低渦激振動振幅，延長海洋立管的疲勞使用壽命，是各國工程界關注的熱點。目前國際上主要采用在立管外側附加抑振裝置，即通過改變結構物表面形狀或在結構物表面附加其他裝置來破壞漩渦的形成，從而抑制渦激振動。

發明內容

本發明目的是針對立管渦激振動，設計一種噴氣型主動驅動裝置，裝置可擾亂海流及波浪，有效降低立管渦激振動幅值，實現主動抑振。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：該裝置包括開孔鋼管，金屬套箍，高壓氣泵，增壓閥，壓力傳感器，控制電腦。開孔鋼管通過金屬套箍連接于立管，與立管平行布置，開孔鋼管安裝于立管來流向一側，鋼管長度開孔均沿立管軸線，且開孔均朝向來流向一側。沿立管上部及跨中布置兩組壓力傳感器，壓力傳感器連接控制電腦。當有海流或波浪通過立管時，壓力傳感器將信號傳遞給控制電腦，當壓力信號超過設定值時，高壓氣泵自動開啟，并根據壓力信號值來輸入額定功率的氣壓，氣壓通過鋼管開孔噴射高壓氣流，氣流可有效的擾亂海流及波浪，有效降低立管渦激振動幅值。

附圖說明

圖1是本發明整體結構示意圖。

其中1—開孔鋼管，2—噴氣孔，3—高壓氣泵，4—壓力傳感器，5—控制電腦，6—金屬套箍，7—增壓閥，8—立管。

具體實施方式

如圖1所示，開孔鋼管1與立管8通過沿長度布置的金屬套箍6連接，開孔鋼管1處于來流方向，噴氣孔2均朝向來流方向，沿立管上部及跨中布置兩組壓力傳感器4，壓力傳感器4連接控制電腦5，高壓氣泵3控制端與控制電腦5連接，輸出端通過增壓閥7與開孔鋼管1連接。當有海流或波浪通過立管時，壓力傳感器4將信號傳遞給控制電腦5，當壓力信號超過設定值時，控制電腦5使高壓氣泵3自動開啟，并根據壓力信號值來輸入額定功率的氣壓，氣壓通過開孔鋼管1的噴氣孔2噴射高壓氣流，整個抑振過程可實現自動預警及控制。