翼擺式海洋立管渦激振動自發(fā)電監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)電監(jiān)測裝置，具體涉及一種翼擺式海洋立管渦激振動自發(fā)電監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類對能源需求的增加，迫使人們對資源的開采從陸地轉(zhuǎn)向海洋，因此海洋平臺在資源結(jié)構(gòu)中所占的比重逐漸變大。目前海底資源的采集技術(shù)通常是通過鉆井從海床獲得石油、天然氣，然后通過立管輸運到平臺或FPS0、FLNG等進行加工和儲存。立管在整個資源開采加工中有著舉足輕重的作用，作為油氣輸送生命線的立管很大程度上保證了整個平臺開采與生產(chǎn)的順利進行?？紤]到海洋立管是具有大變形的柔性結(jié)構(gòu)，由于平臺的位置變化和渦激振動等復(fù)雜因素的影響，立管在水下的受力、變形和幾何形態(tài)都需要進行監(jiān)測并作出損傷預(yù)報，以防出現(xiàn)嚴重的泄漏事故。其中對立管影響較大的是垂直于來流方向上的大尺度渦激振動，在發(fā)生渦激振動時，立管會在該方向上往復(fù)振動，振動導(dǎo)致的疲勞破壞是立管破壞的主要原因。目前采用的監(jiān)測方法是在立管上安裝一定數(shù)量的監(jiān)測儀器來監(jiān)測立管的運動特性，經(jīng)過分析得到水下立管系統(tǒng)的動力特性、可靠性、安全性。然而監(jiān)測儀器需要電力的供應(yīng)，監(jiān)測得到的數(shù)據(jù)結(jié)果也需要進行反饋，如此對于深海立管的監(jiān)測，用電纜進行電力、數(shù)據(jù)的傳輸變得相對繁瑣。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，對于立管渦激振動發(fā)電并未有相關(guān)的技術(shù)提出，國內(nèi)現(xiàn)有的渦激振動發(fā)電裝置僅限于普通水流中的直桿受到水流影響產(chǎn)生的上下往復(fù)振動進行發(fā)電，未能夠符合立管監(jiān)測的迫切需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種翼擺式海洋立管渦激振動自發(fā)電監(jiān)測裝置。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的一種翼擺式海洋立管渦激振動自發(fā)電監(jiān)測裝置，包括殼體、翼擺、耐壓艙和水下即插拔裝置；所述殼體呈中空圓柱體結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)中心軸處豎直設(shè)置有固定軸，殼體內(nèi)還設(shè)有若干組永磁體和相應(yīng)的絕緣支架，殼體軸向表面上等間距開設(shè)有若干行橫向旋轉(zhuǎn)槽；所述翼擺包括軸套、扇形線圈盒和若干翼片，扇形線圈盒的縱向上等間距設(shè)有若干組線圈，扇形線圈盒的圓心角處豎直安裝有軸套，軸套呈中空圓柱狀且通過扭轉(zhuǎn)彈簧套設(shè)于固定軸，翼片呈矩形狀且其中一條邊豎直連接于扇形線圈盒的弧面，翼片上設(shè)有若干行開孔；所述耐壓艙安裝于殼體內(nèi)的底部，耐壓艙與殼體的連接處設(shè)有水下即插拔數(shù)據(jù)存儲裝置，耐壓艙通過兩根線筒伸出殼體外；所述水下即插拔裝置安裝于耐壓艙與殼體外部的連接處，包括數(shù)據(jù)存儲裝置、安裝于數(shù)據(jù)存儲裝置的SD卡和導(dǎo)體、連接于導(dǎo)體末端的插頭插孔，所述插頭插孔插入殼體上相對應(yīng)的接口，電力數(shù)據(jù)從插頭插孔通過導(dǎo)體傳輸至SD卡。
[0006]上述殼體隨著立管發(fā)生往復(fù)振動，由扭轉(zhuǎn)彈簧提供恢復(fù)力矩，使得殼體與翼擺之間進行往復(fù)的相對運動，線圈隨著翼擺繞著固定軸切割磁體(磁感線)進而產(chǎn)生電流。
[0007]進一步的，所述殼體通過連接件與立管之間用夾箍固定連接，連接件固定于殼體的外側(cè)壁；殼體的上下兩個底面均設(shè)有蓋子，蓋子的圓心出設(shè)有凹槽，軸套的頂端和底端分別嵌入凹槽。
[0008]進一步的，所述旋轉(zhuǎn)槽弧度為230~250°，旋轉(zhuǎn)槽的行數(shù)為9~11 ;翼片通過開孔穿過旋轉(zhuǎn)槽伸出殼體外部，翼片的個數(shù)為6~9片，各翼片沿扇形線圈盒弧面等間距排列形成120°的弧形。
[0009]進一步的，所述絕緣支架呈Ω型，Ω型的絕緣支架的中部弧形段上裹覆有磁體，絕緣支架的個數(shù)為8~10組，絕緣支架依次穿過扇形線圈盒的各個線圈支撐于殼體內(nèi)部。
[0010]上述旋轉(zhuǎn)槽、絕緣支架以及線圈的數(shù)量可根據(jù)實際功率、電量需求而定。
[0011]進一步的，所述導(dǎo)體上設(shè)有凸臺卡固于數(shù)據(jù)存儲裝置，數(shù)據(jù)存儲裝置上與插頭插孔相對的一端設(shè)有鉤環(huán)，發(fā)電裝置上設(shè)有楔形密封桿，楔形密封桿與殼體之間設(shè)有壓力彈簧，楔形密封桿上安裝有正對數(shù)據(jù)存儲裝置的壓桿；所述插頭插孔的前端設(shè)有倒角。
[0012]進一步的，所述導(dǎo)體與發(fā)電裝置之間設(shè)有密封圈，壓桿與數(shù)據(jù)存儲裝置之間以及發(fā)電裝置與數(shù)據(jù)存儲裝置之間均設(shè)有密封墊，楔形密封桿與數(shù)據(jù)存儲裝置之間設(shè)有毛氈圈和密封墊。
[0013]進一步的，所述耐壓艙中還設(shè)有中央處理器、整流器、升壓變壓器和蓄電池。
[0014]有益效果:本發(fā)明通過翼擺和固定殼體的相對運動，帶動線圈與永磁體的相對運動，相對運動即切割磁感線，從而在線圈能產(chǎn)生感應(yīng)電流，進行整流、變壓后對蓄電池進行充電，然后通過數(shù)據(jù)存儲裝置快速安全精準的存儲電力數(shù)據(jù)并能夠根據(jù)應(yīng)變片、傾角儀等監(jiān)測儀器所需安裝的位置進行調(diào)節(jié)。
[0015]本發(fā)明設(shè)置于立管，通過水下即插拔裝置對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理和儲存，以及實時提取數(shù)據(jù)進行監(jiān)測。
[0016]本發(fā)明可根據(jù)實際所需的功率對線圈和磁體的數(shù)量進行調(diào)整，即在沿著立管的長度方向上增大或減小本裝置的高度。
[0017]本發(fā)明中的數(shù)據(jù)存儲裝置上設(shè)有鉤環(huán)再加上插頭插孔的前端設(shè)有倒角，這樣能夠便于數(shù)據(jù)存儲裝置的插拔。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明中磁體及絕磁支架的示意圖；
圖4是本發(fā)明中翼擺的示意圖；
圖5是本發(fā)明中殼體蓋子的示意圖；
圖6是本發(fā)明中耐壓艙的示意圖；
圖7是本發(fā)明中水下即插拔裝置的示意圖；
圖8是本發(fā)明中充放電控制電路系統(tǒng)示意圖；
圖9是實施例中本發(fā)明與立管連接示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面對本發(fā)明技術(shù)方案進行詳細說明，但是本發(fā)明的保護范圍不局限于所述實施例。
[0020]如圖1至圖7所示，本發(fā)明的一種翼擺式海洋立管渦激振動自發(fā)電監(jiān)測裝置，包括殼體1、翼擺2、耐壓艙3和水下即插拔裝置4 ;殼體I呈中空圓柱體結(jié)構(gòu)，殼體I內(nèi)中心軸處豎直設(shè)置有固定軸11，殼體I內(nèi)還設(shè)有若干組永磁體12和相應(yīng)的絕緣支架13，殼體I軸向表面上等間距開設(shè)有若干行橫向旋轉(zhuǎn)槽14 ;翼擺2包括軸套21、扇形線圈盒22和若干翼片23，扇形線圈盒22的縱向上等間距設(shè)有若干組線圈24，扇形線圈盒22的圓心角處豎直安裝有軸套21，軸套21呈中空圓柱狀且通過扭轉(zhuǎn)彈簧25套設(shè)于固定軸11，翼片23呈矩形狀且其中一條邊豎直連接于扇形線圈盒22的弧面，翼片23上設(shè)有若干行開孔26，便于翼片23繞殼體I旋轉(zhuǎn)；耐壓艙3安裝于殼體I內(nèi)的底部，耐壓艙3與殼體I的連接處設(shè)有水下即插拔數(shù)據(jù)存儲裝置41，耐壓艙3通過兩根線筒31伸出殼體I外；水下即插拔裝置4安裝于耐壓艙3與殼體I外部的連接處，包括數(shù)據(jù)存儲裝置41、安裝于數(shù)據(jù)存儲裝置41的SD卡42和導(dǎo)體43、連接于導(dǎo)體43末端的插頭插孔44，插頭插孔44插入殼體I上相對應(yīng)的接口，電力數(shù)據(jù)從插頭插孔44通過導(dǎo)體43傳輸至SD卡42。耐壓艙3中還設(shè)有整流器、升壓變壓器和蓄電池。
[0021]殼體I通過連接件5與立管之間用夾箍固定連接，連接件5固定于殼體I的外側(cè)壁；殼體I的上下兩個底面均設(shè)有蓋子15，蓋子15的圓心出設(shè)有凹槽16，軸套21的頂端和底端分別伸出凹槽16，這樣可以保證翼擺2穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)。
[0022]為保證密封性能，旋轉(zhuǎn)槽14上用油圈進行密封，旋轉(zhuǎn)