CN112857430A - 一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置，包括泥面基盘部件，分流与控制部件，入泥与漏孔部件；泥面基盘部件为分流与控制部件以及入泥与漏孔部件提供支撑作用，分流与控制部件提供流体连接、分流和远程控制功能，入泥与漏孔部件提供入泥施工和泥下漏孔模拟功能。本装置采用远程控制水下装置，利用喷射物流的高压切割原理和自重下沉原理入泥施工，简单易行。通过设置泄漏管和基盘喷嘴的孔径大小和位置，模拟真实海底管线的泄漏位置，做到一装置多功能。本发明在海上施工简易，入泥状态水面可视可控制，可以重复使用，并且可以以一个装置模拟多种不同的泄漏情况，便于进行海底管线泄漏的研究。

Description

一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置

技术领域

本发明涉及海洋油气资源开采技术领域，具体涉及一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置。

背景技术

油气集输是海洋油气开发的重要部分是海上油气生产系统的“生命线”。一旦海底管线遭到破坏，将会引发油气泄漏以及严重后果，不仅海上油气田的正常生产会受到影响，造成巨大经济损失；更为严重的是油气泄漏将对海洋环境造成严重污染，破坏海洋生态，还会产生不良的社会影响。

研究海底管线泄漏行为需要进行试验，而海上试验施工复杂且代价高昂。因此研究一种既满足海底泥下管线泄漏场景要求，又要简易施工、施工可控、重复使用的试验装置尤为重要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置，包括泥面基盘部件，分流与控制部件，入泥与漏孔部件；所述泥面基盘部件为分流与控制部件以及入泥与漏孔部件提供支撑作用，所述分流与控制部件提供流体连接、分流和远程控制功能，所述入泥与漏孔部件提供入泥施工和泥下漏孔模拟功能。

作为改进，所述泥面基盘部件包括：圆盘基座、外延支撑板、支撑角钢、吊环、水深计、水下倾角传感器和喷嘴，所述外延支撑板一端与圆盘基座固定连接，一端外延至圆盘基座外侧，所述支撑角钢一端与圆盘基座固定连接，另一端延伸至圆盘基座外侧，所述吊环和深水计设于支撑角钢末端，所述水下倾角传感器设于圆盘基座上，所述喷嘴设于圆盘基座外沿，开口朝向圆盘基座外侧。

作为改进，所述入泥与漏孔部件包括固定垫板、下沉管、泄漏管，所述固定垫板设于圆盘基座的中心位置，所述下沉管穿设在固定垫板中心处，并向下方延伸，所述泄漏管的数量为多个，并环绕在下沉管四周设置，所述泄漏管和下沉管上均设有漏孔。

作为改进，所述分流与控制部件包括：分流排、固定扣、水下四通、连接软管，所述固定扣将分流排固定在圆盘基座上，所述水下四通外接高压软管然后连接至分流排上，所述分流排上设有分流孔，并分别与泄漏管、下沉管、喷嘴通过连接软管连通。

作为改进，所述分流排与泄漏管、下沉管、喷嘴连通的连接软管上分别设有深水电磁阀。

作为改进，各个所述泄漏管上的漏孔孔径和形态均不相同，且漏孔所在的高度也不相同。

作为改进，所述水下四通上设有压力变送器。

作为改进，所述深水电磁阀、压力变送器、水下倾角传感器、水深计上均外接有线缆，所述圆盘基座上设有线缆接线盒。

作为改进，所述试验装置的主体材质为不锈钢。

本发明具有如下优点：

本装置采用远程控制水下装置，利用喷射物流的高压切割原理和自重下沉原理入泥施工，简单易行。通过设置泄漏管和基盘喷嘴的孔径大小和位置，模拟真实海底管线的泄漏位置，做到一装置多功能。

本发明在海上施工简易，入泥状态水面可视可控制，可以重复使用，并且可以以一个装置模拟多种不同的泄漏情况，便于进行海底管线泄漏的研究。

附图说明

图1为实施例1中一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置的结构图；

图2为实施例1中一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置的俯视图；

图3为实施例1中一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置中固定垫板的结构图；

图4为实施例1中一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置的工作状态图。

图中标示为：

1-泥面基盘部件，11-圆盘基座，12-外延支撑板，13-支撑角钢，14-吊环，15-水深计，16-水下倾角传感器，17-喷嘴，18-线缆接线盒，2-分流与控制部件，21-分流排，22-固定扣，23-水下四通，231-压力变送器，24-连接软管，3-入泥与漏孔部件，31-固定垫板，32-下沉管，33-泄露管，331-漏孔，4-高压软管，5-深水电磁阀，6-吊索，7-船，71-水面，72-泥面。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限定本发明的保护范围。

实施例1

本实施例公开了一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置，包括泥面基盘部件1，分流与控制部件2和入泥与漏孔部件3。泥面基盘部件1为分流与控制部件2以及入泥与漏孔部件3提供支撑作用；分流与控制部件2提供流体连接、分流和远程控制功能；入泥与漏孔部件3提供入泥施工和泥下漏孔模拟功能。

泥面基盘部件1包括：圆盘基座11、外延支撑板12、支撑角钢13、吊环14、水深计15、水下倾角传感器16和喷嘴17。外延支撑板12一端与圆盘基座1固定连接，一端外延至圆盘基座1外侧。支撑角钢13一端与圆盘基座1固定连接，另一端延伸至圆盘基座1外侧。本实施例中，外沿支撑板12和支撑角钢13的数量均为4个。吊环14和深水计15设于支撑角钢13的末端。水下倾角传感器16设于圆盘基座1上。喷嘴17的数量为4个，并圆周阵列在圆盘基座1外沿，开口朝向圆盘基座1外侧。

入泥与漏孔部件3包括固定垫板31、下沉管32、泄漏管33。固定垫板31设于圆盘基座1的中心位置，下沉管32穿设在固定垫板31中心处，并向下方延伸2.2m。本实施例中，泄漏管33的数量为6个(在图中分别编号为A-F)，并环绕在下沉管四周设置，其中A泄漏管33和B泄漏管33向下延伸1.015m，C-F泄漏管33向下延伸2.015m。泄漏管33上均设有漏孔331，漏孔331的编号与泄漏管33的编号对应，A漏孔331和B漏孔331均位于圆盘基座11下方1m处，C-F漏孔331均位于圆盘基座11下方2m处，A-F漏孔的孔径以及孔的形态均不相同，下沉管32末端也设有漏孔331，编号为G。

分流与控制部件2包括：分流排21、固定扣22、水下四通23、连接软管24。固定扣22将分流排21固定在圆盘基座11上。水下四通23外接高压软管4然后连接至分流排21上，分流排21上设有分流孔，并分别与各泄漏管33、下沉管32、喷嘴17通过连接软管24连通。每个连接软管24上均设有深水电磁阀5。水下四通23上设有压力变送器231，以便控制水下四通23后各管线内的压力。

本实施例中，深水电磁阀5、压力变送器231、水下倾角传感器16、水深计15上均外接有线缆，圆盘基座11上设有线缆接线盒18。深水电磁阀5也进行编号，其中控制A-F泄露管33的与对应泄露管33编号一致，控制下沉管32的编号为G,控制喷嘴17的渗水的电磁阀编号为1#-4#。鉴于海水中重复使用，为减少海水腐蚀，以上部件采用不锈钢材质。以上相关部件的连接和线缆接线需特殊处理，保证高压水密，不漏气液。

本实施例的使用方法为：

在船上将水深计15、水下倾角传感器16、压力变送器231、吊环14与吊索6安装固定，并调试好相关信号，姿态平整度根据吊索6长短进行微调。高压软高管4与水面高压气源联通。

吊车将装置下放到海底，通过两个水深计15和水下倾角传感器16判别装置的水中姿态和入水深度。待装置达到海底后，通过自重先自主下沉，下沉管32和泄漏管33先插入泥土中，水面监测装置姿态倾角小于10度。

调整气源压力，当水下压力变送器数值达到预设值时，打开G号深水电磁阀，气体通过分流排21、水下四通23、连接软管24、G号深水电磁阀5、下沉管32、G号漏孔331喷出。下沉管32下侧土体由于气流的作用而松动，装置通过自重缓慢下沉。

当下沉过程中水面信号显示装置倾角大于10度，暂停喷射，关闭G号深水电磁阀5，吊车向上提升装置，倾角恢复至10度之后再进行喷射下沉作业。当装置不能下沉时，将高压软管4内气体放空，在水面上切换为电潜泵，通过电潜泵注水，打开1#-4#号深水电磁阀5，通过喷嘴17排水，一直将通路中气体排净，再关闭深水电磁阀5。将高压软管4连接切换为高压气体，打开气源，观察压力变送器读数，达到预设压力值时，打开G号深水电磁阀5，通过高压气体推送高压水体通过G漏孔331喷出，形成切割水力，冲击下侧土体，实现装置下沉。

当装置入泥到预定深度后，关闭G号深水电磁阀5。准备进行海上泄漏模拟试验。

根据设定压力工况(1～10Mpa)，稳定水面气源压力值。可以通过安装控制1#-4#和A-F号深水电磁阀5，实现不同位置(泥上、泥下1米、泥下2米)，不同孔径漏孔的管线泄漏模模拟。

本装置采用远程控制水下装置，利用喷射物流的高压切割原理和自重下沉原理入泥施工，简单易行。通过设置泄漏管和基盘喷嘴的孔径大小和位置，模拟真实海底管线的泄漏位置，做到一装置多功能。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不等同于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，不脱离本发明的精神和范围下所做的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置，其特征在于，包括泥面基盘部件，分流与控制部件，入泥与漏孔部件；所述泥面基盘部件为分流与控制部件以及入泥与漏孔部件提供支撑作用，所述分流与控制部件提供流体连接、分流和远程控制功能，所述入泥与漏孔部件提供入泥施工和泥下漏孔模拟功能。

2.根据权利要求1所述的一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置，其特征在于，所述泥面基盘部件包括：圆盘基座、外延支撑板、支撑角钢、吊环、水深计、水下倾角传感器和喷嘴，所述外延支撑板一端与圆盘基座固定连接，一端外延至圆盘基座外侧，所述支撑角钢一端与圆盘基座固定连接，另一端延伸至圆盘基座外侧，所述吊环和深水计设于支撑角钢末端，所述水下倾角传感器设于圆盘基座上，所述喷嘴设于圆盘基座外沿，开口朝向圆盘基座外侧。

3.根据权利要求2所述的一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置，其特征在于，所述入泥与漏孔部件包括固定垫板、下沉管、泄漏管，所述固定垫板设于圆盘基座的中心位置，所述下沉管穿设在固定垫板中心处，并向下方延伸，所述泄漏管的数量为多个，并环绕在下沉管四周设置，所述泄漏管和下沉管上均设有漏孔。

4.根据权利要求3所述的一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置，其特征在于，所述分流与控制部件包括：分流排、固定扣、水下四通、连接软管，所述固定扣将分流排固定在圆盘基座上，所述水下四通外接高压软管然后连接至分流排上，所述分流排上设有分流孔，并分别与泄漏管、下沉管、喷嘴通过连接软管连通。

5.根据权利要求4所述的一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置，其特征在于，所述分流排与泄漏管、下沉管、喷嘴连通的连接软管上分别设有深水电磁阀。

6.根据权利要求3所述的一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置，其特征在于，各个所述泄漏管上的漏孔孔径和形态均不相同，且漏孔所在的高度也不相同。

7.根据权利要求4所述的一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置，其特征在于，所述水下四通上设有压力变送器。

8.根据权利要求2所述的一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置，其特征在于，所述深水电磁阀、压力变送器、水下倾角传感器、水深计上均外接有线缆，所述圆盘基座上设有线缆接线盒。

9.根据权利要求1所述的一种自沉插入型海底管线入泥泄漏试验装置，其特征在于，所述试验装置的主体材质为不锈钢。

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