一种涡激振动抑制装置

1.本实用新型涉及涡激振动技术领域，具体地说，涉及一种涡激振动抑制装置。


背景技术：

2.任何非流线型物体，在一定的稳定流速下，都会在物体两侧周期性交替的产生脱离结构物表面的漩涡，这种交替发生的漩涡就会在筒体上产生横流向周期性变化的脉动压力，脉动压力的频率如果和结构固有频率接近，就会产生涡激共振将引发筒体横向的周期性振动，这种规律性的柱状体振动反过来又会改变其尾流的涡流脱落形态，恶化表面漩涡的脱离，这种流体-结构物相互作用的现象，被称作涡激振动。
3.海洋工程建造中钻井立管是海洋油气开发中至关重要的设备，起到了开采和运输油气的作用，在海流的冲击作用下会使钻井立管这类圆柱结构物两侧出现周期性交替的漩涡脱落现象，这种现象会导致结构物发生振动，学术界将这种振动称为涡激振动，涡激振动会严重影响钻井立管的使用寿命和工作稳定性，现有的涡激振动抑制装置虽然减缓了海流的冲击，但是在实际使用时，海流仍然会对立管形成冲击，并且在海流冲击下，涡激振动抑制装置会发生转动摩挲立管外壁，长此以往会导致立管发生磨损。
4.如中国专利公开号为：cn218624108u的一种海洋钻井立管涡激振动抑制装置，其特征在于：整体呈鱼形结构，包括处于鱼形结构前部的整流罩和处于鱼形结构后部的导流罩，两者共同围成椭圆外形结构，在椭圆外形结构的中心设置有与立管配合的圆柱通道，其顶面和底面各连接一个转盘，在导流罩的中心设置有y形导流分隔板，该y形导流分隔板的尾部裸露在椭圆外形结构的外侧。
5.上述方案中的涡激振动抑制装置可以适用后续海流走向改变而调整椭圆外形结构的转动，但因海流进入矩形导流槽时难以保证立管两侧的海流冲击力大小相同，而两侧冲击力不同的海流不仅会对立管形成冲击，并且因冲击差会导致涡激振动抑制装置发生频繁转动，导致涡激振动抑制装置与立管外壁形成频繁摩擦，最终会致使立管外壁磨损，严重时则会影响立管的使用寿命，鉴于此，我们提出一种涡激振动抑制装置。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种涡激振动抑制装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型提供一种涡激振动抑制装置，包括立管本体，所述立管本体外围焊接有连接管，所述连接管外围的顶部和底部均开设有环形槽，所述连接管外围转动设置有抑制机构，其中：
8.所述抑制机构包括两个组成圆环形结构的导流罩，两个所述导流罩内壁的顶部和底部均固设有弧形条，所述弧形条与环形槽转动连接，两个所述导流罩两端外壁均固设有一对连接块，两个所述导流罩一端外壁设有分布器，两个所述导流罩的另一端外壁设有组成环形结构的导流板，两个所述导流罩的两端均开设有贯穿的第一流槽，两个所述导流板
开设有贯穿的第二流槽。
9.作为本技术方案的进一步改进，两个所述导流罩上对应的连接块之间通过螺栓和螺母螺纹固定连接。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述分布器包括一对斜板，一对所述斜板分别位于第一流槽的两侧且分别与两个导流罩固定连接，其中一个所述斜板一侧转动设置有多个第一横杆，另一个所述斜板一侧转动设置有多个第二横杆，多个所述第一横杆和第二横杆交错排布。
11.作为本技术方案的进一步改进，一对所述斜板远离导流罩的一端均固设有分散板，所述分散板为弧形结构。
12.作为本技术方案的进一步改进，其中一个所述导流板一侧固设有多个外杆，所述外杆一端开设有插槽，另一个所述导流板一侧固设有多个内杆，多个所述内杆分别与多个外杆通过插槽滑动连接。
13.作为本技术方案的进一步改进，两个所述导流板相背的一侧外壁固设有多个紧密的凸球。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
15.该涡激振动抑制装置中，通过在立管本体外围焊接与抑制机构转动连接的连接管，从而避免了抑制机构为适应海流流向发生转动而与立管本体之间发生摩擦，致使立管本体被磨损影响其使用寿命的问题，其次在抑制机构上设有的分布器可以使海流流入时，先减小海流动能并且打散部分海流走向，均匀进入导流罩内连接管两侧的海流，减小海流冲击差，避免海流进入导流罩内的冲力过大致使影响立管本体工作的稳定性。
附图说明
16.图1为本实用新型的整体结构示意图；
17.图2为本实用新型的立管本体和连接管结构示意图；
18.图3为本实用新型的抑制机构结构示意图；
19.图4为本实用新型的抑制机构结构拆分示意图其一；
20.图5为本实用新型的抑制机构结构拆分示意图其二。
21.图中各个标号意义为：
22.100、立管本体；110、连接管；111、环形槽；120、抑制机构；121、导流罩；122、弧形条；123、连接块；124、导流板；125、第一流槽；126、第二流槽；130、斜板；131、第一横杆；132、第二横杆；133、分散板；140、外杆；141、插槽；142、内杆；143、凸球。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.请参阅图1-图5所示，本实用新型提供一种涡激振动抑制装置，包括立管本体100，立管本体100外围焊接有连接管110，连接管110外围的顶部和底部均开设有环形槽111，连
接管110外围转动设置有抑制机构120，其中：
25.抑制机构120包括两个组成圆环形结构的导流罩121，两个导流罩121内壁的顶部和底部均固设有弧形条122，弧形条122与环形槽111转动连接，两个导流罩121两端外壁均固设有一对连接块123，两个导流罩121一端外壁设有分布器，两个导流罩121的另一端外壁设有组成环形结构的导流板124，两个导流罩121的两端均开设有贯穿的第一流槽125，两个导流板124开设有贯穿的第二流槽126，其主要目的在于：当海流经过该抑制机构120时，先通过分布器将水流流向打散，一部分水流通过分布器并从靠近分布器的第一流槽125进入到导流罩121内部，减缓了水流的冲击力，其次进入到导流罩121内的水流冲击到连接管110上，再从远离分布器的第一流槽125流出，最后通过第二流槽126流向海洋深处。
26.工作原理：
27.当海流经过时，由于抑制机构120两端不对称，为适应海流流向抑制机构120发生转动，使分布器朝向海流来时的方向，部分海流被打散减轻冲击力后从靠近分布器一端的第一流槽125进入到导流罩121内，然后从另一端的第一流槽125流出，再经过第二流槽126流向后方，还有部分海流从分布器的两侧流向导流板124两侧，再往后流动。
28.为了方便固定两个导流罩121，两个导流罩121上对应的连接块123之间通过螺栓和螺母螺纹固定连接，从而方便安装导流罩121又方便拆卸。
29.其中分布器包括一对斜板130，一对斜板130分别位于第一流槽125的两侧且分别与两个导流罩121固定连接，其中一个斜板130一侧转动设置有多个第一横杆131，另一个斜板130一侧转动设置有多个第二横杆132，多个第一横杆131和第二横杆132交错排布，当水流经过时，因抑制装置的两端不对称，所以抑制机构120会跟随海流走向转动，最终将分布器朝向海流，而海流部分先通过分布器打散流向，减轻部分冲击力后再通过靠近分布器的第一流槽125进入到导流罩121中。
30.同时为了进一步打散海流，一对斜板130远离导流罩121的一端均固设有分散板133，分散板133为弧形结构，冲向分散板133的海流可以改变水流流向，使水流流向抑制机构120的两侧。
31.为了避免因海流冲击力过大导致两个导流板124损毁，其中一个导流板124一侧固设有多个外杆140，外杆140一端开设有插槽141，另一个导流板124一侧固设有多个内杆142，多个内杆142分别与多个外杆140通过插槽141滑动连接，从而使两个导流板124更加稳固。
32.此外两个导流板124相背的一侧外壁固设有多个紧密的凸球143，凸球143可以抑制大漩涡的产生，进一步减弱了海流动能，有效抑制了涡激振动。
33.本实施例的涡激振动抑制装置在具体使用时，当海流经过时，一部分海流流向分布器，在第一横杆131和第二横杆132的作用下，打散海流流向并且减小海流的冲击力，然后从第一横杆131和第二横杆132之间流向靠近分布器的第一流槽125，从该第一流槽125流入到导流罩121内部，然后从远离分布器的第一流槽125中流出导流罩121，再通过外杆140和内杆142再次打乱海流，最后从第二流槽126流向后方；
34.另一部分海流流向分布器的两侧，通过分散板133改变海流流向，然后流向两个导流板124上，在凸球143的作用下，进一步减弱海流动能，有效抑制涡激振动。
35.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行
业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种涡激振动抑制装置，其特征在于：包括立管本体（100），所述立管本体（100）外围焊接有连接管（110），所述连接管（110）外围的顶部和底部均开设有环形槽（111），所述连接管（110）外围转动设置有抑制机构（120），其中：所述抑制机构（120）包括两个组成圆环形结构的导流罩（121），两个所述导流罩（121）内壁的顶部和底部均固设有弧形条（122），所述弧形条（122）与环形槽（111）转动连接，两个所述导流罩（121）两端外壁均固设有一对连接块（123），两个所述导流罩（121）一端外壁设有分布器，两个所述导流罩（121）的另一端外壁设有组成环形结构的导流板（124），两个所述导流罩（121）的两端均开设有贯穿的第一流槽（125），两个所述导流板（124）开设有贯穿的第二流槽（126）。2.根据权利要求1所述的涡激振动抑制装置，其特征在于：两个所述导流罩（121）上对应的连接块（123）之间通过螺栓和螺母螺纹固定连接。3.根据权利要求2所述的涡激振动抑制装置，其特征在于：所述分布器包括一对斜板（130），一对所述斜板（130）分别位于第一流槽（125）的两侧且分别与两个导流罩（121）固定连接，其中一个所述斜板（130）一侧转动设置有多个第一横杆（131），另一个所述斜板（130）一侧转动设置有多个第二横杆（132），多个所述第一横杆（131）和第二横杆（132）交错排布。4.根据权利要求3所述的涡激振动抑制装置，其特征在于：一对所述斜板（130）远离导流罩（121）的一端均固设有分散板（133），所述分散板（133）为弧形结构。5.根据权利要求4所述的涡激振动抑制装置，其特征在于：其中一个所述导流板（124）一侧固设有多个外杆（140），所述外杆（140）一端开设有插槽（141），另一个所述导流板（124）一侧固设有多个内杆（142），多个所述内杆（142）分别与多个外杆（140）通过插槽（141）滑动连接。6.根据权利要求5所述的涡激振动抑制装置，其特征在于：两个所述导流板（124）相背的一侧外壁固设有多个紧密的凸球（143）。

技术总结
本实用新型涉及涡激振动技术领域，具体地说，涉及一种涡激振动抑制装置。其包括立管本体，立管本体外围焊接有连接管，连接管外围的顶部和底部均开设有环形槽，连接管外围转动设置有抑制机构，其中：抑制机构包括两个组成圆环形结构的导流罩。本实用新型通过在立管本体外围焊接与抑制机构转动连接的连接管，从而避免了抑制机构为适应海流流向发生转动而与立管本体之间发生摩擦，致使立管本体被磨损影响其使用寿命的问题，其次在抑制机构上设有的分布器可以使海流流入时，先减小海流动能并且打散部分海流走向，均匀进入导流罩内连接管两侧的海流，减小海流冲击差，避免海流进入导流罩内的冲力过大致使影响立管本体工作的稳定性。内的冲力过大致使影响立管本体工作的稳定性。内的冲力过大致使影响立管本体工作的稳定性。


技术研发人员：李涛
受保护的技术使用者：海南大学
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/10/20