Nghiên cứu, thí nghiệm mô hình thiết bị triệt tiêu dao động gây ra bởi dẫn xuất của dòng xoáy đối với đường ống biển

Bài viết đưa ra ba loại mô hình thiết bị nhằm triệt tiêu dao động gây ra bởi dẫn xuất của dòng xoáy (vortex-induced vibration: VIV) đó là: Mô hình các sợi gây nhiễu loạn dòng chảy, một đường xoắn ốc và hai đường xoắn ốc đảo ngược.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu, thí nghiệm mô hình thiết bị triệt tiêu dao động gây ra bởi dẫn xuất của dòng xoáy đối với đường ống biểnNGHIÊN CỨU KHOA HỌC Nghiên cứu, thí nghiệm mô hình thiết bị triệt tiêu dao động gây ra bởi dẫn xuất của dòng xoáy đối với đường ống biển Experiment research model test on vortex induced vibration VIV suppression device of marine risers Lưu Quang Hưng, Nguyễn Đức Hải, Nguyễn Ngọc Đàm Email: luuquanghunghh@gmail.com Trường Đại học Sao Đỏ Ngày nhận bài: 28/5/2018 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 13/7/2018 Ngày chấp nhận đăng: 27/12/2018 Tóm tắt Bài báo đưa ra ba loại mô hình thiết bị nhằm triệt tiêu dao động gây ra bởi dẫn xuất của dòng xoáy (vortex-induced vibration: VIV) đó là: Mô hình các sợi gây nhiễu loạn dòng chảy, một đường xoắn ốc và hai đường xoắn ốc đảo ngược. Phương án thiết kế, lắp đặt các mô hình thiết bị là riêng biệt. Sau đó được thí nghiệm, phân tích và so sánh dao động của từng mô hình. Kết quả cho thấy, cả ba dạng mô hình thiết bị đều có ảnh hưởng làm giảm biên độ cũng như tần số VIV gây ra. Từ khóa: Đường ống biển; dao động; thiết bị triệt tiêu; tấm xoắn ốc. Abstract The paper present three kinds of design model for vortex – induced vibration VIV suppression device which are the turbulence fiber suppression device, the single reverse coupling helical strakes suppression device and the double reverse coupling helical strakes suppression device. To investigate the vibration characteristics and the suppression effects of each modle, an experiment study is carried out. The result show that each model contributes to reduce the VIV response in some certain extent. Keywords: Marine risers; vortex – induced vibration VIV; suppression device; helical strakes. 1. GIỚI THIỆU CHUNG đường ống dễ bị phá hủy. Do đó, vấn đề triệt tiêu nguồn gây ra dao động đó đã được rất nhiều các Hiện nay, cùng với nguồn tài nguyên dầu mỏ ở học giả tham gia nghiên cứu [1-4]. thềm lục địa đã giảm dần, việc khai thác dầu mỏ đã dần dần chuyển dịch ra vùng biển, đặc biệt là Để triệt tiêu, phòng ngừa VIV gây lên, thông vùng nước sâu. Ở đó trữ lượng dầu mỏ là không thường áp dụng hai phương pháp: thay đổi đặc hề nhỏ. Hệ thống đường ống là thiết bị quan trọng tính kết cấu của đường ống, thay đổi dòng xoáy để truyền tải lượng dầu khí từ đáy biển tới giàn nước phía sau của ống. Hình 1 đưa ra một số thiết giáo phía trên mặt biển. Khi dòng hải lưu chảy qua bị nhằm triệt tiêu dao động của đường ống. Alen đường ống dẫn sẽ tạo thành các dòng xoáy nước [5] đưa ra mô hình thiết bị: Bọc thêm ống lót tại một số vị trí cục bộ trên đường ống, kết quả cho phía sau, gây nên dao động cho đường ống. Khi thấy, hiệu quả triệt tiêu dao động là tương đối tốt, tần số dòng xoáy nước sấp xỉ với tần số tự nhiên lắp đặt đơn giản. Sau đó trên ống lót, tiếp tục cải của đường ống thì sự dao động càng tăng, gây tiến đó là lắp đặt thêm các bản xoắn quanh trụ. kích thích dòng xoáy. Mặc dù những dao động Wong [6], thông qua thí nghiệm, tiến hành so sánh đó không trực tiếp làm hỏng đường ống nhưng giữa mô hình ống lót với mô hình bản xoắn quanh do chu kỳ dòng xoáy ngắn, dao động tương đối trụ cho thấy, mô hình bản xoắn quanh trụ có tác lớn, làm ảnh hưởng tới độ bền mỏi và kết cấu của dụng tốt đối với việc giảm biên độ dao động, giảm lực kéo. Tương tự đối với bản xoắn quanh trụ, Người phản biện: 1. PGS.TS. Phan Anh Tuấn Korkischko [7] đã tiến hành nghiên cứu, dùng các 2. TS. Ngô Văn Hệ ống trụ nhỏ quấn xung quanh trụ ban đầu, nhằm52 Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao ...