海洋立管渦激振動(dòng)抑振裝置的試驗(yàn)研究.pdf

1、海洋立管是海洋油氣開(kāi)發(fā)中的一個(gè)重要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，承受風(fēng)浪流等復(fù)雜海洋環(huán)境荷載的作用，當(dāng)海流流經(jīng)立管時(shí)，在一定流速下產(chǎn)生漩渦周期性的脫落，使立管發(fā)生渦激振動(dòng)，當(dāng)漩渦脫落的頻率和立管的固有頻率接近時(shí)，會(huì)發(fā)生“鎖振”現(xiàn)象，使得立管的振動(dòng)加劇。渦激振動(dòng)會(huì)降低立管的疲勞壽命，使立管發(fā)生疲勞破壞。
　　 安裝抑振裝置是抑制渦激振動(dòng)、提高立管疲勞壽命的有效途徑，本文設(shè)計(jì)了一種梯形截面的三螺旋導(dǎo)板抑振裝置和兩種新型月牙形擾流器抑振裝置，在實(shí)驗(yàn)室大型

2、波浪流水槽進(jìn)行立管的渦激振動(dòng)規(guī)律和抑制振動(dòng)效果的物理模型試驗(yàn)。
　　 首先，通過(guò)試驗(yàn)研究了立管的渦激振動(dòng)特性，研究表明：在“鎖振”區(qū)間立管振動(dòng)最強(qiáng)烈，當(dāng)流速跳出這個(gè)區(qū)間時(shí)，立管的振動(dòng)明顯減弱；橫向振動(dòng)微應(yīng)變幅值比順流向微應(yīng)變幅值大一個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　 然后，對(duì)梯形截面三螺旋導(dǎo)板抑振裝置進(jìn)行試驗(yàn)研究，通過(guò)改變這種抑振裝置的覆蓋方式和覆蓋范圍，研究了梯形截面螺旋導(dǎo)板的不同覆蓋方式和覆蓋范圍對(duì)抑制海洋立管渦激振動(dòng)的作用。試驗(yàn)時(shí)用

3、動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀采集立管模型橫向和順流向的動(dòng)態(tài)響應(yīng)數(shù)據(jù)，并利用雨流計(jì)數(shù)法對(duì)模型進(jìn)行疲勞分析。試驗(yàn)結(jié)果表明：在外流流速相同的條件下，三螺旋導(dǎo)板各種覆蓋方案對(duì)渦激振動(dòng)都有抑制作用；隨著螺旋導(dǎo)板覆蓋率的增加，立管的振動(dòng)減弱，疲勞壽命增加；覆蓋螺旋導(dǎo)板的立管順流向振動(dòng)頻率明顯降低，橫向振動(dòng)頻率當(dāng)覆蓋率較高時(shí)有所降低，覆蓋率較低時(shí)基本沒(méi)有變化。
　　 最后，針對(duì)兩種尺寸的月牙擾流器：大月牙擾流器和小月牙擾流器，分別以正八字和倒八字兩種形狀安