[发明专利]一种水下用防堵减阻的弯管

说明书

本发明公开一种水下用防堵减阻的弯管结构，包括弯管、固定设置在弯管两端的进口法兰组件和出口法兰；弯管外壁上开设有凹坑和外螺旋凹槽，弯管内壁上开设有内螺旋凹槽；进口法兰组件包括两个法兰以及固定在两个法兰之间的固定套筒，固定套筒内部设置有螺旋叶片。本发明通过螺旋叶片和内螺旋凹槽两者对管内流体进行搅拌，防止流体中的颗粒沉积在管体底部造成堵塞；并通过凹坑和外螺旋凹槽相配合破坏管体表面的边界层，降低管体在水下的水流阻力。

技术领域

本发明涉及弯管(1)防堵减阻技术领域，特别是涉及一种水下用防堵减阻的弯管。

背景技术

由于全球经济的高速发展，导致油气资源的需求量增加，深海油气资源开发成为世界海洋石油发展的新目标，目前公知的海洋矿产资源有石油、砂矿、可燃冰、锰金属结核等，对于这类资源的开发，其重要的步骤是输送过程。

公知石油、水合物等资源含有颗粒物，其流动过程中由于颗粒的重力等影响颗粒会发生沉降，含有颗粒物的流体进入管件后，由于重力的影响，密度大的颗粒物速度降低并发生沉降，流体在管件中心区运动，而颗粒物在管件底部运动，随着颗粒物速度的继续降低，管件底部的颗粒发生堆积，不仅导致管件堵塞而且会引起管件内壁的过早磨损。

管件用于水下，尤其是海洋环境，由于水流的粘性作用，水流流过管件外表面时产生边界层，水流速度越大，边界层越厚，边界层厚到一定程度就脱离管件表面，形成边界层分离，导致管件后面形成对称的漩涡，漩涡区越大其压力越小，而管件前面的水流压力大，因此管件前后形成压差，产生阻力；普通管件由于是光滑表面，这种边界层分离的早，管件后面形成的旋涡区小，管件前后压差就很大，导致普通管件在水下的水流阻力大。

发明内容

本发明的目的是提供一种水下用防堵减阻的弯管，以解决上述现有技术存在的问题，通过螺旋叶片和内螺旋凹槽两者对管内流体进行搅拌，防止流体中的颗粒沉积在管体底部造成堵塞；并通过凹坑和外螺旋凹槽相配合破坏管体表面的边界层，降低管体在水下的水流阻力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种水下用防堵减阻的弯管，包括弯管、固定设置在所述弯管两端的进口法兰组件和出口法兰；所述弯管外壁上开设有凹坑和外螺旋凹槽，所述弯管内壁上开设有内螺旋凹槽；所述进口法兰组件包括两个法兰以及固定在两个所述法兰之间的固定套筒，所述固定套筒内部设置有螺旋叶片。

优选的，所述弯管外壁上的外螺纹凹槽设置有两组以上，所述外螺纹凹槽交叉布置。

优选的，所述凹坑设置在所述外螺纹凹槽之外的弯管外壁区域。

优选的，所述内螺旋凹槽沿所述弯管长度方向设置。

优选的，所述螺旋叶片为无轴螺旋叶片，所述螺旋叶片的外侧固定连接有旋转套筒，所述旋转套筒外壁固定连接有旋转滚动部，所述旋转滚动部的外壁与所述固定套筒内壁固定连接。

优选的，所述旋转滚动部为轴承，所述轴承的两端设置有密封垫。

本发明公开了以下技术效果：

本发明交叉布置的外螺纹凹槽引导流体在外螺纹凹槽内进行流动，当到达交叉位置时，两股水流会形成小的旋涡，小漩涡的吸力弯管表面附近的水，破坏了边界层，同时由于外螺纹凹槽引导了一部分水流，降低了水流在管体表面的流速，进一步降低边界层的厚度，同时破坏弯管表面边界层的完整性。弯管外壁上还设置有凹坑，凹坑在水流的冲击下产生一些小漩涡，小漩涡的吸力吸引弯管表面附近的水，本发明通过交叉设置的外螺纹凹槽以及凹坑产生的小漩涡在管体表面的边界层变强之前将其破坏减小，减小弯管后方形成的旋涡区，从而减小弯管前后压差所形成的阻力。