一種用于鉆井船月池內部的減阻裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種減阻裝置，尤其涉及一種用于鉆井船月池內部的減阻裝置，屬于船舶與海洋工程領域。
【背景技術】
[0002]隨著陸地能源的消耗，人們的目光開始從陸地轉向海洋。開發海洋油氣資源，需要進行勘探、鉆井與生產的工作。其中，鉆井船在海洋油氣鉆井工作中發揮著重要的作用。
[0003]鉆井船是一種船型浮式海上鉆井平臺，航行方式主要有自航式與拖航式兩種，可以裝配多種鉆井所需的設備。與常規船型不同的是，鉆井船一般在船舯附近會有一個較大的垂向貫通式開口，這種結構被稱之為月池結構，會對鉆井船的結構、運動與迀移自航阻力等方面產生諸多不利的影響。月池內流體的振蕩主要有兩種形式，一種是沿著船體垂向的運動，稱之為活塞運動；另一種是沿著船長方向的運動，稱之為晃蕩運動。月池內流體在運動的過程中，首先在月池的前沿處產生漩渦，這個漩渦逐漸發展，并向著月池的后沿處進行運動，在到達月池后沿處時，將會形成一個占據了月池內部大部分空間的大渦，之后月池的前沿繼續產生漩渦，并不斷重復這一過程。
[0004]就阻力而言，有月池時的阻力會明顯大于無月池時的自航阻力，這是由于月池內流體的振蕩產生的附加阻尼所引起的。從激勵方式來分析，引起月池內的流體運動主要有兩種原因。第一種，當鉆井船在靜水中運動時，流體在月池中的運動，流體在經過月池底部時，由于船體結構的突然中斷，使得流體向著月池內部方向進行流動，并伴有漩渦的產生，又由于漩渦的存在，加劇了月池內流體流動的不穩定性，并產生了較大的附加阻力。第二種，當鉆井船在波浪中運動時，月池內的流體受到波浪的誘導產生運動。與引發月池內流體振蕩的原因相對應，減小鉆井船阻力的方法主要有兩種。第一種方法的原理主要是，通過改變并引導月池口處流體的運動狀態來達到減阻的效果。第二種方法的原理主要是通過在月池內加裝板類的裝置，增加流動的阻尼，來阻礙流體的運動，從而達到減阻的目的。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的是為了減小鉆井船的阻力，提高鉆井船在航行過程中的經濟性而提供一種用于鉆井船月池內部的減阻裝置。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現的:包括設置在鉆井船船舯部分上的垂向貫通式開口的月池結構，在所述月池結構的前方設置有傾斜式楔形導流塊，傾斜式楔形導流塊的垂直面與月池結構的前沿重合，所述月池結構的后方設置有楔形切槽，且所述楔形切槽的垂直面與月池結構的后沿重合，所述月池結構的后沿上設置有兩個三角形阻蕩裝置，且兩個三角形阻蕩裝置一上一下設置在楔形切槽的垂直面的上方。
[0007]本實用新型還包括這樣一些結構特征:
[0008]1.所述傾斜式楔形導流塊的楔形角是8°至12°的銳角，傾斜式楔形導流塊的長度時月池結構長度的15%至25%，傾斜式楔形導流塊的寬度與月池結構的寬度相同。
[0009]2.所述楔形切槽的楔形角是8°至12°的銳角，楔形切槽的長度時月池結構長度的15%至25%，楔形切槽的寬度與月池結構的寬度相同。
[0010]3.所述三角形阻蕩裝置的截面是等腰直角三角形，且等腰直角三角形的邊長是月池結構的長度的7 %至10 %，三角形阻蕩裝置的寬度與月池結構的寬度相同，下方的三角形阻蕩裝置的水平直角邊與楔形切槽和月池結構后沿交界處的距離是等腰直角三角形的邊長的0%至50%，上方的三角形阻蕩裝置的水平直角邊與下方的三角形阻蕩裝置的水平直角邊的距離是等腰直角三角形的邊長的125%至175%。
[0011]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:1、通過傾斜式楔形導流塊與楔形切槽有效的引導了月池附近的流體流動，有效地減小了月池前沿處的漩渦對月池內流體的影響。2、通過三角形阻蕩裝置下部的平邊有效地阻礙了月池內部流體的流動，上部的斜邊可以在月池內部液面變化時，流體能得以順利流回到初始的位置，以增加流動阻尼的原理達到了減小鉆井船阻力的效果。3、下阻蕩裝置安裝位置在楔形切槽的上方，可以作為楔形切槽的延伸，增加引導的效果，上阻蕩裝置安裝在下阻蕩裝置的上方可以有效阻礙流體的波動，使鉆井船阻力減小。4、通過CFD的方法對該種減阻裝置的減阻效果進行驗證，模擬結果顯示與不安裝該種減阻裝置相比，安裝減阻裝置的鉆井船的阻力減小4.24%。5、該設計是一種被動型減阻裝置，不影響鉆井船的正常作業與設備投放，簡單方便，是一種實用的減阻方案。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的縱剖面側視示意圖；
[0013]圖2是本實用新型的仰視圖；
[0014]圖3是本實用新型的傾斜式楔形導流塊的結構示意圖；
[0015]圖4是本實用新型的三角形阻蕩裝置的結構示意圖(上方三角形阻蕩裝置);
[0016]圖5是本實用新型的三角形阻蕩裝置的結構示意圖(下方三角形阻蕩裝置)。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0018]結合圖1至圖5，本實用新型涉及一種月池內鉆井船的減阻裝置，由一個傾斜式楔形導流塊、兩個三角形阻蕩裝置與一個楔形切槽組成，根據流體在月池內的運動狀態，提出減阻的裝置。首先傾斜式楔形導流塊的安裝位置在鉆井船底部月池的前方，導流塊垂直方向的直角邊與月池的前沿重合，通過裝置的角度改變流體流動的方向，引導月池周圍流體的流動，減小月池外部的渦流對月池內部流體的影響，達到減阻效果。但是這種傾斜式楔形導流塊的存在也會帶來一些相反的效果，會對流體的流動產生阻礙效果，這種阻礙效果會引起鉆井船阻力的增加，當阻礙作用大于引導作用時，會失去減阻的效果，因此取一個較小的角度(8°?12° )，長度為月池長度的15%?25%，寬度與月池同寬。布置楔形切槽的思想是通過在月池后沿處有角度的切槽來引導流體的流動，使一部分流體經過切槽的引導向月池的外部流動，減小月池外部流體對月池內部流體的影響，達到減阻效果，角度為8°?12°，長度為月池長度的15%?25%，寬度與月池同寬。兩個三角形阻蕩裝置均布置在月池的后沿處，由與安裝位置不同分為上阻蕩裝置與下阻蕩裝置，下阻蕩裝置水平方向直角邊與楔形切槽月池交界邊的距離為阻蕩裝置直角邊尺寸的0%?25%，上阻蕩裝置水平方向直角邊距離下阻蕩裝置水平方向直角邊距離為阻蕩裝置直角邊尺寸的125%?175%。兩個阻蕩裝置的尺寸相同，角度為45°，長度與高度相等為月池長度的7%?10%，寬度與月池同寬。布置三角形阻擋裝置的思路主要是通過三角形阻尼塊下部的平邊來阻止月池內部的流體流動，而其上部的斜邊是為了在月池內部液面變化時，流體能得以順利流回到初始的位置。下阻蕩裝置的安裝位置在楔形切槽的上方，可以看成是對月池后沿切除的倒角的延伸，也就是說下阻蕩裝置除了有阻礙流體的運動的作用以外，還有著引導的作用。上阻蕩裝置的安裝位置在下阻蕩裝置的上方，主要是通過阻礙流體的流動來達到減小鉆井船阻力的效果。
[0019]在實際的流動中，一部分流體經過傾斜式楔形導流塊、楔形切槽與下三角形阻蕩裝置(的引導，流出月池的范圍，不對月池內流體產生過大的影響。另一部份流體并沒有被引導出去，繼續向月池內部流動，并帶動月池內的流體進行運動，經過上三角形阻蕩裝置與下三角形阻蕩裝置的阻礙，減小流體的運動幅度，從而達到減小鉆井船阻力的效果。
【主權項】
1.一種用于鉆井船月池內部的減阻裝置，包括設置在鉆井船船舯部分上的垂向貫通式開口的月池結構，其特征在于:在所述月池結構的前方設置有傾斜式楔形導流塊，傾斜式楔形導流塊的垂直面與月池結構的前沿重合，所述月池結構的后方設置有楔形切槽，且所述楔形切槽的垂直面與月池結構的后沿重合，所述月池結構的后沿上設置有兩個三角形阻蕩裝置，且兩個三角形阻蕩裝置一上一下設置在楔形切槽的垂直面的上方。2.根據權利要求1所述的一種用于鉆井船月池內部的減阻裝置，其特征在于:所述傾斜式楔形導流塊的楔形角是8°至12°的銳角，傾斜式楔形導流塊的長度時月池結構長度的15%至25%，傾斜式楔形導流塊的寬度與月池結構的寬度相同。3.根據權利要求1或2所述的一種用于鉆井船月池內部的減阻裝置，其特征在于:所述楔形切槽的楔形角是8°至12°的銳角，楔形切槽的長度時月池結構長度的15%至25%,楔形切槽的寬度與月池結構的寬度相同。4.根據權利要求1或2所述的一種用于鉆井船月池內部的減阻裝置，其特征在于:所述三角形阻蕩裝置的截面是等腰直角三角形，且等腰直角三角形的邊長是月池結構的長度的7%至10%，三角形阻蕩裝置的寬度與月池結構的寬度相同，下方的三角形阻蕩裝置的水平直角邊與楔形切槽和月池結構后沿交界處的距離是等腰直角三角形的邊長的0%至50%，上方的三角形阻蕩裝置的水平直角邊與下方的三角形阻蕩裝置的水平直角邊的距離是等腰直角三角形的邊長的125%至175%。5.根據權利要求3所述的一種用于鉆井船月池內部的減阻裝置，其特征在于:所述三角形阻蕩裝置的截面是等腰直角三角形，且等腰直角三角形的邊長是月池結構的長度的7%至10%，三角形阻蕩裝置的寬度與月池結構的寬度相同，下方的三角形阻蕩裝置的水平直角邊與楔形切槽和月池結構后沿交界處的距離是等腰直角三角形的邊長的0%至50%，上方的三角形阻蕩裝置的水平直角邊與下方的三角形阻蕩裝置的水平直角邊的距離是等腰直角三角形的邊長的125%至175%。
【專利摘要】本實用新型提供一種用于鉆井船月池內部的減阻裝置，包括設置在鉆井船船舯部分上的垂向貫通式開口的月池結構，在所述月池結構的前方設置有傾斜式楔形導流塊，傾斜式楔形導流塊的垂直面與月池結構的前沿重合，所述月池結構的后方設置有楔形切槽，且所述楔形切槽的垂直面與月池結構的后沿重合，所述月池結構的后沿上設置有兩個三角形阻蕩裝置，且兩個三角形阻蕩裝置一上一下設置在楔形切槽的垂直面的上方。本實用新型可以減小鉆井船的阻力，提高鉆井船在航行過程中的經濟性。
【IPC分類】B63B1/32, B63B35/44
【公開號】CN204846279
【申請號】CN201520584176
【發明人】丁勇, 紀元, 段菲, 王卓
【申請人】哈爾濱工程大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月6日