一种远程多路控制的海底管线泥面泄漏试验装置

摘要

本发明公开了一种远程多路控制的海底管线泥面泄漏试验装置，包括分孔器、分别连接在分孔器上的若干套管、连接在套管远端的深水电磁阀以及与深水电磁阀对应的漏孔，分孔器的下部设有可调节式基座；在其中一个深水电磁阀上连接有转接弯头；基座上还设有水深计和水下倾角传感器，并设有与二者电信号连接的接线盒；分孔器上还设有用于外接高压软管的进口，以及设有水下高压压力变送器，压力变送器与接线盒电信号连接。本发明实用性和功能性强，可广泛应用于水下模拟装置技术领域。

说明书

技术领域

本发明涉及水下模拟装置技术领域，具体是指一种远程多路控制的海底管线泥面泄漏试验装置。

背景技术

油气集输是海洋油气开发的重要部分，海底管线凭借着连续、快捷、高效、受气候影响小等优点成为油气集输的主要形式，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。而海洋生态的恢复治理将十分困难，并耗资巨大。因此针对海底管线泄漏的行为研究尤为重要。构造海底管线泄漏场景，采用新铺海底管线成本尤其高昂；利用在役海底管线无法保障下游用户需求。因此，满足可远程控制、多工况模拟、小体积易水下施工的试验装置亟待研究。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种入泥状态水面可视可控制、管线泄漏工况模拟多样的模拟泄漏实验装置。

本发明提供的技术方案为：

一种远程多路控制的海底管线泥面泄漏试验装置，包括分孔器、分别连接在分孔器上的若干套管、连接在套管远端的深水电磁阀以及与深水电磁阀对应的漏孔，所述分孔器的下部设有可调节式基座；在其中一个深水电磁阀上连接有转接弯头；所述基座上还设有水深计和水下倾角传感器，并设有与二者电信号连接的接线盒；所述分孔器上还设有用于外接高压软管的进口，以及设有水下高压压力变送器，所述压力变送器与接线盒电信号连接。

进一步地，所述分孔器内设有内置空腔，还间距设有若干与套管连接的套设孔，所述套设孔均与内置空腔连通；在所述套设孔内设有与套管连接的转接头；所述进口与内置空腔之间通过一三通连接，所述压力变送器与三通连接。

进一步地，所述套管设为六个，所述套管与深水电磁阀之间也通过转接头连接；所述漏孔包括水平漏孔和竖向漏孔，所述水平漏孔和竖向漏孔交替布置，其中，所述水平漏孔的轴线与基座所在平面相互平行，所述竖向漏孔所在轴线与水平漏孔的轴线相互垂直。

进一步地，所述深水电磁阀上远离套管的一端设有转接头一或转接弯头，所述漏孔位于转接头一和转接弯头上。

进一步地，所述基座设为圆盘状，所述基座与深水电磁阀之间设有调节二者间距的垫片，所述基座与垫片之间通过固定螺栓一连接；所述分孔器与基座之间通过固定螺栓二连接。

进一步地，所述基座上还设有若干吊环孔，所述基座上还设有与固定螺栓一和固定螺栓二对应的螺栓孔。

进一步地，所述接线盒内设有信号处理模块，用于接收并处理水深计、水下倾角传感器以及压力变送器的信号；所述基座上设有固定水深计的固定座。

本发明与现有技术相比的优点在于：

本装置能够适用于水面小船施工，漏点根据需要随时调整，模拟工况多样，满足多重泄漏场景；

本装置海上施工简易，入泥状态水面可视可控制，管线泄漏工况模拟多样，可有效构建海底管线泄漏场景。

附图说明

图1是本发明实施例的俯视图；

图2是本发明实施例的侧视图；

图3是图1中A部放大图；

图4是图1中B部放大图。

具体实施方式

下面结合附图1-4对本发明做进一步的详细说明。

一种远程多路控制的海底管线泥面泄漏试验装置，包括分孔器3、分别连接在分孔器3上的若干套管7、连接在套管7远端的深水电磁阀6以及与深水电磁阀6对应的漏孔10，分孔器3的下部设有可调节式基座1；在其中一个深水电磁阀6上连接有转接弯头9；基座1上还设有水深计15和水下倾角传感器16，并设有与二者电信号连接的接线盒13；分孔器3上还设有用于外接高压软管的进口19，以及设有水下高压压力变送器20，压力变送器20与接线盒13电信号连接。

分孔器3内设有内置空腔21，还间距设有若干与套管7连接的套设孔，套设孔均与内置空腔21连通；在套设孔内设有与套管7连接的转接头8；进口19与内置空腔21之间通过一三通4连接，压力变送器20与三通4连接。

套管7设为六个，套管7与深水电磁阀6之间也通过转接头8连接；漏孔10包括水平漏孔10.1和竖向漏孔10.2，水平漏孔10.1和竖向漏孔10.2交替布置，其中，水平漏孔10.1的轴线与基座1所在平面相互平行，竖向漏孔10.2所在轴线与水平漏孔10.1的轴线相互垂直。

深水电磁阀6上远离套管7的一端设有转接头一9.1或转接弯头9，漏孔10位于转接头一9.1和转接弯头9上。

基座1设为圆盘状，基座1与深水电磁阀6之间设有调节二者间距的垫片5，基座1与垫片5之间通过固定螺栓一22连接；分孔器3与基座1之间通过固定螺栓二23连接。

基座1上还设有若干吊环孔24，基座1上还设有与固定螺栓一22和固定螺栓二23对应的螺栓孔2。

接线盒13内设有信号处理模块25，用于接收并处理水深计15、水下倾角传感器16以及压力变送器20的信号；基座1上设有固定水深计15的固定座。

在将本装置安装到地面之下，利用船上吊车将本装置下放至海底，通过两个水深压力计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，三个竖向深水电磁阀6连接的漏孔点先插入泥土中，当下沉稳定后通过水下倾角传感器16计算分析得到装置姿态，选择确定打开的深水电磁阀6号即三个竖向漏孔连接的深水电磁阀6，并将高压气体或流体冲入分孔器33，并读得高压压力变送器20读数。当充气达到预定压力值时，打开对应的深水电磁阀6，使得高压气体或液体喷出，冲击松懈接触土体，使得装置平稳下沉基座1着泥。

当判断圆盘基座1部分着泥，切换为其他深水电磁阀6，调整装置姿态为水平；当高压气体不能使得装置下沉时，可以更换为高压水体。具体方法为：在船上或岸上的高压软管泄压至外界大气压并连接潜水泵，打开水平镂空点连接的深水电磁阀6，同时使得潜水泵开启，在高压软管内注入水体，当水面不再冒泡时表示水体已经注满分孔器3和高压管软管。此时，将高压软管由潜水泵切换为高压气体，通过高压气体顶推高压水体，并达到预设压力，开启对应深水电磁阀6的竖向漏孔点，高压气体喷射，冲击松懈土体，使得装置平稳下沉基座1着泥。

在下沉过程中，需要时刻关注装置内压力值、装置姿态状态和水深，并及时选择确定需开启的深水电磁阀6，最后稳定后根据传感器数值推算装置的入泥深度。

在进行管线泄漏模拟实验时，漏孔10可以分设为不同形状、不同孔径的漏点，例如模拟裂缝泄漏的1毫米到10毫米长直缝，模拟圆孔泄漏的1毫米到10毫米直径圆孔，以及不规则形状。竖向漏点由于兼做下沉动力出口，因此建议采用圆孔形状，直径选择为1毫米到3毫米。由此可以模拟不同压力值下(0.1Mpa～10Mpa)，不同位置处泄漏(泥下埋设泄漏、泥上非埋设泄漏)，不同形状和孔径泄漏(圆孔1mm，2mm，……10mm，直缝1mm，2mm，……10mm，其他不规则形状)。

本装置简易、重量轻，非常利于水面小船施工，漏点根据需要随时调整，模拟工况多样，满足多重泄漏场景。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。

综上，本装置施工简单，入泥状态可视可控制，管线泄漏工况模拟多样，可有效构建海底管线泄漏场景。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。