阅读说明：本技术 一种抗冲击振动的海底管线保护装置 (Shock-resistant and vibration-resistant submarine pipeline protection device ) 是由 高健 李璇 董洪仓 艾万政 于 2020-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种抗冲击振动的海底管线保护装置,包括管基、配重层、减振环和内涂层,所述配重层中钢砼件包括上钢砼和两个下钢砼,上钢砼与下钢砼连接处均为凸块结构,且上钢砼的凸块设置在下钢砼凸块的下方,所述减振环内设有外圈与内圈,所述外圈内设有弹簧,所述内圈靠近外圈的一侧安装有第一阻尼件,内圈靠近管基的一侧安装有第二阻尼件,第一阻尼件与第二阻尼件之间设有滚子。本发明通过设置的钢砼件与减振环来抵抗外界的冲击载荷与振动载荷,可以有效的避免因海床侵蚀、潮流、涡流振荡和船锚等外界不良因素对海底管线带来的不利影响,保证海底管线正常工作的良好条件。(The invention relates to an anti-impact-vibration submarine pipeline protection device which comprises a pipe base, a balance weight layer, a vibration attenuation ring and an inner coating, wherein a steel concrete piece in the balance weight layer comprises an upper steel concrete and two lower steel concretes, the joint of the upper steel concrete and the lower steel concrete is of a bump structure, a bump of the upper steel concrete is arranged below a bump of the lower steel concrete, an outer ring and an inner ring are arranged in the vibration attenuation ring, a spring is arranged in the outer ring, a first damping piece is arranged on one side of the inner ring, which is close to the outer ring, a second damping piece is arranged on one side of the inner ring, which is close to the pipe base, and a roller is arranged between the first damping piece and the second. According to the invention, the external impact load and vibration load are resisted through the steel concrete piece and the vibration damping ring, so that the adverse effect on the submarine pipeline caused by external adverse factors such as seabed erosion, tide, vortex oscillation and ship anchors can be effectively avoided, and the good condition for normal work of the submarine pipeline is ensured.)

一种抗冲击振动的海底管线保护装置

技术领域

本发明涉及海底管线保护技术领域，具体为一种抗冲击振动的海底管线保护装置。

背景技术

海底管线处于海底环境中会受到海床侵蚀、潮流、涡流振荡，而且我国船舶运输与渔业活动行业也越来越蓬勃，船舶区域与渔业作业区域越来越密集，在部分海域内，渔业养殖作业区域与海底管线的铺设区域会产生交叠，并且渔业船舶在海上作业随意性比较强，意外的抛锚作业频繁，诸多的外界环境不确定因素作用，使得海底管线面临极高的风险。近十几年来，我国愈发重视海洋资源，加大开发利用海洋资源的力度，其中在石油和天然气工业行业中海底管道应用领域极多，一旦海底管线长期受外界环境冲击或振动影响造成海底管线的损坏和位置迁移，海底管线的失效与失稳，会引起严重的管道泄漏，浪费资源，污染海洋环境。

现有技术中，海底管线的保护装置功能片面，单一的防冲击装置和单一的减振装置不仅结构复杂，而且无法有效的应对复杂的海洋环境变化。

发明内容

为解决上述背景技术中提出海底管线的冲击与振动问题，本发明提供一种抗冲击振动的海底管线保护装置，可以有效的避免因海床侵蚀、潮流、涡流振荡和船锚等外界不良因素对海底管线带来的不利影响，保证海底管线正常工作的良好条件。

本发明提供如下技术方案：一种抗冲击振动的海底管线保护装置,包括管基、具有钢砼结构的配重层、固定环绕在管基外侧的减振环和固定连接在减振环内的内涂层，所述配重层安装在减振环外侧,配重层由钢砼件、四个锯齿夹板、至少两个螺栓连接装置以及钢丝网组成，其中钢砼件包括上钢砼和两个下钢砼，上钢砼与下钢砼连接处均为凸块结构，且上钢砼的凸块设置在下钢砼凸块的下方，锯齿夹板固定安装在上钢砼和下钢砼凸块的凹槽内，钢丝网固定环绕在钢砼件外侧；

所述减振环内设有外圈与内圈，所述外圈内固定连接有弹簧，弹簧的伸缩方向与外圈的半径方向一致且若干弹簧沿外圈中心均布，弹簧安装时留有压缩预变形量，内圈内靠近外圈的一侧安装有第一阻尼件，内圈内靠近管基的一侧安装有第二阻尼件，第一阻尼件与第二阻尼件之间设有滚子，且若干第一阻尼件、滚子和第二阻尼件沿着内圈的中心均布。

作为本发明进一步方案：所述上钢砼与下钢砼通过螺栓连接装置连接，螺栓连接装置内设有螺栓，螺栓上半部分依次螺旋连接有锁母、垫片与密封环，贯穿下钢砼的凸块与上钢砼的凸块，螺栓的下半部分连接结构与螺栓上半部分对称，螺栓上半部分的锁母与垫片数目均可设置为两个。

作为本发明进一步方案：所述第一阻尼件与第二阻尼件之间还设有滚子的轨道。

优选地，所述减振环表面涂覆有环氧树脂涂层。

优选地，所述内涂层包括防腐层和绝热层，其中，防腐层设置在绝热层内，防腐层内圈还设有腐蚀余度层，所述腐蚀余度层的厚度为4-6mm，所述绝热层可采用岩棉、泡沫玻璃和无机保温砂浆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置的钢砼件与减振环来抵抗外界的冲击载荷与振动载荷，减振环内的阻尼件和滚子将外部环境带来的机械振动转化为滚动摩擦，内部管道的流体引起的共振效应也可以通过阻尼件消除，钢砼件与减振环的合理配合可以有效的避免因海床侵蚀、潮流、涡流振荡和船锚等外界不良因素对海底管线带来的不利影响，而且上钢砼与两个下钢砼螺栓连接的钢砼结构增加了海底管线的自重，克服管线内的浮力，进一步为海底管线提供工作的良好条件。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明料钢砼件结构示意图；

图3为本发明减振环结构示意图；

图4为本发明内涂层结构示意图。

图中标记：1-管基；2-配重层；210-钢砼件；211-上钢砼；212-下钢砼；220-锯齿夹板；230-螺栓连接装置；231-螺栓231；232-锁母232；233-垫片；234-密封环；240-钢丝网；3-减振环310-外圈；311-弹簧；320-内圈；321-第一阻尼件；322-滚子；323-第二阻尼件；4-内涂层；410-防腐层；411-腐蚀余度层；420-绝热层。

具体实施方式

如图1-图4所示，本实施例提供了一种抗冲击振动的海底管线保护装置，包括管基1、具有钢砼结构的配重层2、固定环绕在管基1外侧的减振环3和固定连接在减振环3内的内涂层4，所述配重层2安装在减振环3外侧,配重层2由钢砼件210、四个锯齿夹板220、至少两个螺栓连接装置230以及钢丝网240组成，其中钢砼件210包括上钢砼211和两个下钢砼212，上钢砼211与下钢砼212连接处均为凸块结构，且上钢砼211的凸块设置在下钢砼212凸块的下方，锯齿夹板220固定安装在上钢砼211和下钢砼212凸块的凹槽内，钢丝网240固定环绕在所述钢砼件210外侧；

所述减振环3内设有外圈310与内圈320，外圈310内固定连接有弹簧311，弹簧311的伸缩方向与外圈310的半径方向一致且若干弹簧311沿外圈310中心均布，弹簧311安装时留有压缩预变形量，所述内圈320靠近外圈310的一侧安装有第一阻尼件321，内圈320靠近管基1的一侧安装有第二阻尼件323，第一阻尼件321与第二阻尼件323之间设有滚子322，且若干第一阻尼件321、滚子322和第二阻尼件323沿着内圈320的中心均布。

上钢砼211与下钢砼212通过螺栓连接装置230连接，螺栓连接装置230内设有螺栓231，所述螺栓231上半部分依次螺旋连接有锁母232、垫片233与密封环234，贯穿下钢砼212的凸块与上钢砼211的凸块，螺栓231的下半部分连接结构与螺栓231上半部分对称，所述螺栓231上半部分的锁母232与垫片233数目均可设置为两个。所述第一阻尼件321与第二阻尼件323之间还设有滚子322的轨道。所述减振环3表面涂覆有环氧树脂涂层。

内涂层4包括防腐层410和绝热层420，其中，防腐层410设置在绝热层420内，防腐层410内圈还设有腐蚀余度层411，所述腐蚀余度层411的厚度为4-6mm，所述绝热层420可采用岩棉、泡沫玻璃和无机保温砂浆。

本发明的工作原理如下，通常海底管线所受到的不确定冲击因素来自船锚的抛锚，船锚会产生极大的冲击力，复杂的海洋环境也会导致海底管线发生冲击与振动，从而使海底管线发生位置迁移，本发明具体工作时，钢砼件210外侧的承受船锚以及其他流体的冲击力与振动，设置的钢丝网240将局部集中的冲击力与振动分散到钢砼件210各处，经过钢砼件210的第一次削弱，钢砼件210再将这些作用力传递给减振环3，减振环3的外圈310内的弹簧311将这些作用力转化为振动波的形式传给内圈320，而且弹簧311反复伸缩将这些作用力进一步衰减，避免因应力集中而损伤内圈的部件，内圈320内部的第一阻尼件321、滚子322和第二阻尼件323将该机械振动波转化为滚动摩擦，将外界的冲击与振动作用力消弭。

在海底管线内部，部分流体会对管基1产生腐蚀，降低管基1的使用寿命，通过设置的4-6mm腐蚀余度层411来有效保护管基1，防腐层410保护管基1免受流体的侵蚀，绝热层420具有一定的机械强度和防止油及油基的侵入能力，避免引起管基1内的气体膨胀，管线内部的流体也会使管线产生一定的振动，绝热层420内的填充物也可以起到部分减振的功能。

设置的上钢砼211与两个下钢砼212的搭接，使钢砼件210安装时更加便利，减少在安装海底管线时因安装配重层2而带来的损伤，而且下钢砼212的凸块部分在上钢砼211的凸块部分上面，螺栓231上半部分的锁母232与垫片233数目均可设置为两个，通过锯齿夹板220将上钢砼211与两个下钢砼212紧密牢靠的连接在一起，使结构更加稳定合理，增加了海底管线的自重，克服管线内的浮力，进一步为海底管线提供工作的良好条件。

需要说明的是,本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例,但是,本发明可以通过许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例,实施例不作为对本发明内容的额外限制,提供实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解加透彻全面。并且,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本发明说明书记载的范围；进一步地,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。