CN105888567B - 防止海洋立管涡激振动的智能控制装置 - Google Patents
防止海洋立管涡激振动的智能控制装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105888567B CN105888567B CN201610342848.1A CN201610342848A CN105888567B CN 105888567 B CN105888567 B CN 105888567B CN 201610342848 A CN201610342848 A CN 201610342848A CN 105888567 B CN105888567 B CN 105888567B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- standpipe
- flow guide
- guide sliding
- endoporus
- sliding block
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/01—Risers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
- F15D1/00—Influencing flow of fluids
- F15D1/002—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer
- F15D1/0025—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer using passive means, i.e. without external energy supply
- F15D1/003—Influencing flow of fluids by influencing the boundary layer using passive means, i.e. without external energy supply comprising surface features, e.g. indentations or protrusions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
本发明涉及防止海洋立管涡激振动的智能控制装置，包括钻井平台、立管和工作管，所述立管沿其轴线方向布置有多个导流滑块，导流滑块的中心位置沿立管的轴线方向开设有内孔，导流滑块通过内孔套装在立管上，内孔与立管的外壁之间还设置有驱动机构，驱动机构的控制端与钻井平台上的控制器连接，所述驱动机构的一侧固定在内孔上，另一侧立管的外壁接触配合，驱动机构带动导流滑块沿立管的外壁上下移动，所述立管的内壁上沿其轴线方向还布置有多个传感器组件，传感器组件与钻井平台上的控制器连接。本发明的优点在于：导流滑块可根据立管在海洋洋流中受到的涡激力进行自适应调节，由驱动结构件导流滑块移动到涡激力较大的部位，以实现对涡激的抑制。
Description
技术领域
本发明涉及海洋石油开采技术领域，特别是防止海洋立管涡激振动的智能控制装置。
背景技术
深水油气开采不可避免的承受复杂多变的海洋波流水动力环境，暴露在深水中的海洋隔水管具有较大的长细比，作为连接井口和上部海洋平台的关键通道，其服役的可靠性对于海洋油气钻采的安全运行具有十分重要的意义。处于波流环境下的隔水管安全服役的最大宿敌就是涡激振动，尤其是海水绕流形成的漩涡脱落频率与海洋隔水管固有频率相近引发的共振，更是加速了海洋隔水管的疲劳破坏。一旦隔水管失效，不仅会造成巨大的经济损失，还会对局部海洋环境造成灾难性的破坏。
现有的涡激振动抑制装置分为主动抑制和被动抑制两种，其中，被动抑制装置主要有螺旋列板、分离盘、整流罩、绕流飘带、附属圆柱等，尽管被动抑制装置可以达到较好的涡激振动抑制效果，但大多不能应对任意方向来流，适用范围局限。而主动抑制装置需要人为控制，而且其与立管在轴线方向的相对位置不可调，致使在立管的某个部位受到较大涡激力时，无法最大限度的抑制涡激振动。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种防止海洋立管涡激振动的智能控制装置，导流滑块可根据立管在海洋洋流中受到的涡激力进行自适应调节，由驱动结构件导流滑块移动到涡激力较大的部位，以实现对涡激的抑制。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：防止海洋立管涡激振动的智能控制装置，包括钻井平台、立管和工作管，钻井平台位于海平面上，立管的上端与钻井平台连接，下端与工作管连接，立管位于海洋洋流内，所述立管沿其轴线方向布置有多个导流滑块，导流滑块的中心位置沿立管的轴线方向开设有内孔，导流滑块通过内孔套装在立管上，内孔与立管的外壁之间还设置有驱动机构，驱动机构的控制端与钻井平台上的控制器连接，所述驱动机构的一侧固定在内孔上，另一侧立管的外壁接触配合，驱动机构带动导流滑块沿立管的外壁上下移动，所述立管的内壁上沿其轴线方向还布置有多个传感器组件，传感器组件的信号输出端与钻井平台上的控制器的信号输入端连接。
作为进一步改进，所述的导流滑块上沿立管的轴线方向还开设有线缆通道，线缆通道位于内孔的一侧，且与内孔内侧连通。
作为进一步改进，每个传感器组件由三个传感器单元组成，且三个传感器单元间隔均匀地安装在立管内壁的同一圆周上。
作为进一步改进，所述的驱动机构有三个，且三个驱动机构间隔均匀地固定在内孔的同一圆周上。
作为进一步改进，所述的驱动机构包括车体、支撑杆、弹簧和驱动轮，车体的一侧固定在内孔上，另一侧的四角上分别固定有支撑杆，支撑杆的端部套装有套筒，弹簧套装在支撑杆上，弹簧的一端与车体连接，另一端与套筒连接，驱动轮固定安装在套筒上，车体内还安装有驱动电机，驱动电机与驱动轮传动连接。
本发明具有以下优点：
1、导流滑块作用部位可根据立管在海洋洋流中受到的涡激力进行自适应调节，由驱动结构件导流滑块移动到涡激力较大的部位，以实现最大程度地对涡激的抑制，从而延长立管的使用寿命。
2、导流滑块可绕立管旋转，以适应不同海洋洋流的流动方向对立管造成的振动，而且导流滑块的旋转是由海洋洋流的流动方向控制，不需要人为控制，可降低能耗成本，而且响应速度也非常快。
3、驱动机构中的车体与驱动轮之间为伸缩式结构，驱动轮始终预紧在立管的外壁上，即使立管稍有变形，使得导流滑块的内孔与立管之间的距离产生变化，该伸缩结构也能及时进行补偿，使得驱动机构在导流滑块的内孔与立管之间不打滑，运行可靠。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图；
图2 为立管和导流滑块的装配结构示意图；
图3 为导流滑块沿水平方向的剖视结构示意图；
图4 为导流滑块沿竖直方向的剖视结构示意图；
图5 为立管内传感器组件的安装结构示意图；
图6 为驱动机构的结构示意图；
图7 为本发明的控制原理图；
图中：1-钻井平台，2-立管，3-工作管，4-导流滑块，5-内孔，6-驱动机构，7-传感器组件，8-线缆通道，9-车体，10-支撑杆，11-弹簧，12-套筒，13-驱动轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1～3所示，防止海洋立管涡激振动的智能控制装置，包括钻井平台1、立管2和工作管3，钻井平台1位于海平面上，立管2的上端与钻井平台1连接，下端与工作管3连接，立管2位于海洋洋流内，所述立管2沿其轴线方向布置有多个导流滑块4，导流滑块4的中心位置沿立管2的轴线方向开设有内孔5，导流滑块4通过内孔5套装在立管2上，内孔5与立管2的外壁之间还设置有驱动机构6，驱动机构6的控制端与钻井平台1上的控制器连接，所述驱动机构6的一侧固定在内孔5上，另一侧立管2的外壁接触配合，驱动机构6带动导流滑块4沿立管2的外壁上下移动，所述立管2的内壁上沿其轴线方向还布置有多个传感器组件7，传感器组件7的信号输出端与钻井平台1上的控制器的信号输入端连接。
作为优选地，如图4所示，所述的导流滑块4上沿立管2的轴线方向还开设有线缆通道8，线缆通道8位于内孔5的一侧，且与内孔5内侧连通。
作为优选地，如图5所示，每个传感器组件7由三个传感器单元组成，且三个传感器单元间隔均匀地安装在立管2内壁的同一圆周上。
作为优选地，如图3所示，所述的驱动机构6有三个，且三个驱动机构6间隔均匀地固定在内孔5的同一圆周上。
作为优选地，如图6所示，所述的驱动机构6包括车体9、支撑杆10、弹簧11和驱动轮13，车体9的一侧固定在内孔5上，另一侧的四角上分别固定有支撑杆10，支撑杆10的端部套装有套筒12，弹簧11套装在支撑杆10上，弹簧11的一端与车体9连接，另一端与套筒12连接，驱动轮13固定安装在套筒12上，车体9内还安装有驱动电机，驱动电机与驱动轮13传动连接，车体9与驱动轮13之间为伸缩式结构，驱动轮13始终预紧在立管2的外壁上，即使立管2稍有变形，使得导流滑块4的内孔5与立管2之间的距离产生变化，该伸缩结构也能及时进行补偿，使得驱动机构6在导流滑块4的内孔5与立管2之间不打滑，运行可靠。
本发明的工作过程如下：如图7所示，传感器组件7安装在立管2内，对立管2相应位置所受到的涡激力进行实时检测，并将数据信号传递给控制器，控制器对数据信号进行处理，并判断，同时控制驱动机构6工作，驱动导流滑块4沿立管2上下移动，并移至立管2受到涡激力较大的位置，从而导流滑块4对涡流进行干扰，抑制立管2的振动。由于海洋洋流的流动方向是变化多端的，导流滑块4可绕立管2旋转，以适应不同海洋洋流的流动方向。
Claims (5)
1.防止海洋立管涡激振动的智能控制装置，包括钻井平台（1）、立管（2）和工作管（3），钻井平台（1）位于海平面上，立管（2）的上端与钻井平台（1）连接，下端与工作管（3）连接，立管（2）位于海洋洋流内，其特征在于：所述立管（2）沿其轴线方向布置有多个导流滑块（4），导流滑块（4）的中心位置沿立管（2）的轴线方向开设有内孔（5），导流滑块（4）通过内孔（5）套装在立管（2）上，内孔（5）与立管（2）的外壁之间还设置有驱动机构（6），驱动机构（6）的控制端与钻井平台（1）上的控制器连接，所述驱动机构（6）的一侧固定在内孔（5）上，另一侧与立管（2）的外壁接触配合，驱动机构（6）带动导流滑块（4）沿立管（2）的外壁上下移动，所述立管（2）的内壁上沿其轴线方向还布置有多个传感器组件（7），传感器组件（7）的信号输出端与钻井平台（1）上的控制器的信号输入端连接。
2.根据权利要求1所述的防止海洋立管涡激振动的智能控制装置，其特征在于：所述的导流滑块（4）上沿立管（2）的轴线方向还开设有线缆通道（8），线缆通道（8）位于内孔（5）的一侧，且与内孔（5）内侧连通。
3.根据权利要求1所述的防止海洋立管涡激振动的智能控制装置，其特征在于：每个传感器组件（7）由三个传感器单元组成，且三个传感器单元间隔均匀地安装在立管（2）内壁的同一圆周上。
4.根据权利要求1所述的防止海洋立管涡激振动的智能控制装置，其特征在于：所述的驱动机构（6）有三个，且三个驱动机构（6）间隔均匀地固定在内孔（5）的同一圆周上。
5.根据权利要求1或4所述的防止海洋立管涡激振动的智能控制装置，其特征在于：所述的驱动机构（6）包括车体（9）、支撑杆（10）、弹簧（11）和驱动轮（13），车体（9）的一侧固定在内孔（5）上，另一侧的四角上分别固定有支撑杆（10），支撑杆（10）的端部套装有套筒（12），弹簧（11）套装在支撑杆（10）上，弹簧（11）的一端与车体（9）连接，另一端与套筒（12）连接，驱动轮（13）固定安装在套筒（12）上，车体（9）内还安装有驱动电机，驱动电机与驱动轮（13）传动连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610342848.1A CN105888567B (zh) | 2016-05-23 | 2016-05-23 | 防止海洋立管涡激振动的智能控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610342848.1A CN105888567B (zh) | 2016-05-23 | 2016-05-23 | 防止海洋立管涡激振动的智能控制装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105888567A CN105888567A (zh) | 2016-08-24 |
| CN105888567B true CN105888567B (zh) | 2017-11-10 |
Family
ID=56716581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610342848.1A Expired - Fee Related CN105888567B (zh) | 2016-05-23 | 2016-05-23 | 防止海洋立管涡激振动的智能控制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105888567B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107387334B (zh) | 2017-09-11 | 2019-04-26 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 抑制围护结构振动的浮动体设备 |
| CN113607364A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-05 | 武汉理工大学 | 一种抑制涡激振动的试验装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO142702L (zh) * | 1974-05-16 | |||
| JP3402699B2 (ja) * | 1993-11-17 | 2003-05-06 | キヤノン株式会社 | 微生物による土壌修復方法 |
| CN2632634Y (zh) * | 2003-07-04 | 2004-08-11 | 吕德月 | 改进型旋进漩涡流量计 |
| CN201292834Y (zh) * | 2008-10-08 | 2009-08-19 | 抚州市临川白勇海洋工程有限公司 | 基于水声的隔水管监测*** |
-
2016
- 2016-05-23 CN CN201610342848.1A patent/CN105888567B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105888567A (zh) | 2016-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105736625A (zh) | 基于六自由度并联平台的复合式舰载抗冲稳定平台及方法 | |
| CN101798909B (zh) | 海洋浮式钻井平台钻柱升沉补偿装置 | |
| CN103321593B (zh) | 一种主动抑制立管涡激振动的装置及方法 | |
| CN103129715B (zh) | 导管架半潜浮式采油平台 | |
| KR101119854B1 (ko) | 탄화수소의 시추 또는 생산을 위한 해양 플랫폼 | |
| CN105201420B (zh) | 一种主动涡激振动抑制装置 | |
| CN101657351B (zh) | 浮筒平台 | |
| CN105888567B (zh) | 防止海洋立管涡激振动的智能控制装置 | |
| US6761508B1 (en) | Satellite separator platform(SSP) | |
| CN102691484A (zh) | 海洋浮式钻井平台绞车升沉补偿装置 | |
| CN203515366U (zh) | 一种开孔导流螺旋列板涡激振动抑制装置 | |
| CN103696762A (zh) | 旋转驱动的摆动阀式连续波发生器 | |
| AU2012213486A1 (en) | Production unit having a ballastable rotation symmetric hull and a moonpool | |
| WO2012104308A1 (en) | Production unit having a ballastable rotation symmetric hull and a moonpool | |
| EP3016851A1 (en) | Motion compensation system | |
| CN103010416A (zh) | 一种具有垂荡板的半潜式平台及垂荡板的安装方法 | |
| CN109422204A (zh) | 一种海上作业用布放回收*** | |
| CN106089121B (zh) | 一种利用钻井液上返能量抑制隔水管涡激振动装置及方法 | |
| CN105604500A (zh) | 水下立管涡激振动抑制装置 | |
| CN104265193B (zh) | 一种用于抑制圆柱形结构物涡激振动的装置及方法 | |
| CN204879068U (zh) | 一种三向弹簧管道支吊架 | |
| CN203094391U (zh) | 一种具有垂荡板的半潜式平台 | |
| CN102979490A (zh) | 海洋环境下立管泡柱涡振抑制装置 | |
| WO2000063519A2 (en) | Satellite separator platform (ssp) | |
| CN106931268A (zh) | 一种用于抑制深海立管涡激振动的气幕型驱动装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171110 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |