[发明专利]一种水下原油泄漏点溯源的方法

说明书

技术领域

本发明属于水下探测技术领域，特别是涉及一种水下原油泄漏点溯源的方法。

背景技术

海底管道破裂、地层破裂和沉船事故会造成水下溢油事故。针对管道破裂常用方法包括流量平衡法、内测球法、负压波法、分布式光纤法和压力梯度法等，而地层破裂和沉船事故常用的方法是派潜水员水下探摸，但是效率低、环境条件受限。上述方法不适于海上跑冒滴漏型的小型事故，且检测灵敏度、定位精度和准确度不能得到有效保障。

目前针对海上跑冒滴漏型的事故需要几天以上时间判定泄漏点，不仅对海上作业生产和海洋环境造成负面效应，而且在人力物力方面产生较大损失。鉴于此，研究了一种“三步走”的溯源策略，即水下溢油源回推数值模拟、基于声呐图像的探测识别和水下原油泄漏点精细化监视检测快速定位水下原油泄漏点，具有反应速度快、定位精度高和误报率低等特点。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种水下原油泄漏点溯源的方法。

本发明的目的是提供一种应用在跑冒滴漏型小型的溢油事故中，保障应急人员快速、准确地找到水下原油泄漏点的特点，为事故应急和抢维修提供技术支撑。

本发明水下原油泄漏点溯源的方法，通过水下溢油源回推数值模拟技术、基于声呐图像的探测识别技术和水下原油泄漏点精细化监视检测快速定位技术“三步走”的探测策略准确找到泄漏点，获取数据两个小时内即可判定泄漏点，准确度达到85％以上。

水下原油泄漏点溯源的方法，包括以下步骤：

步骤一：根据现场应急人员反馈的油膜位置信息，确定海上油膜漏出海面的初始位置区域，选取区域内3-5个点作为水下溢油源回推的初始条件，运行水下溢油源回推模型，分析处理模拟结果，模拟重合区域可判定为预测溢油源可疑范围。

步骤二：在步骤一计算结果所确定的可疑区域基础上开展声呐探测的布线工作，工作母船携带高分辨的宽带声呐设备对目标海域进行扫测，实时记录海底反向散射强度数据。在泄漏点附近海底沉积物会被泄漏的油污侵入形成含油沉积物，在声呐图像上会形成黑色的暗斑，根据声呐图像底质分类识别可判定原油泄漏点，同时在水体中伴有气泡等现象时也可以通过水柱功能进行判别。在渤海水深20m范围内，可识别大小20cm的斑块，锁定5m*5m的区域。

步骤三：在步骤二识别结果所确定的可疑区域基础上开展水下原油泄漏点精细化监视检测工作。工作母船携带水下航行器至可疑区域，操控水下航行器在水面上移动，到达可疑点后垂直下潜。在下潜的过程中，操控水下航行器的前进、后退及平移保证水下航行器处于该点的位置附近。到达可疑泄漏点附近后开启水下航行器搭载的传感器，包括荧光传感器、声学检测器、温度传感器、摄像仪和采样器。

步骤四：在水下航行器操作控制模块中预设水中油浓度、温度场、图像灰度和声信号振幅的限值，当探测数据的值超过预设值的范围时,PC机控制模块判断是否存在水下原油泄漏的情况，并启动采样装置对沉积物和水质进行采样，后将水下航行器返回水面，分析采集的沉积物及水样。如果水质和沉积物与海面油膜有相似的物化性质，即可判定原油泄漏点的位置。最后派潜水员至可疑区域最终确认泄漏点位置。

本发明水下原油泄漏点溯源的方法所采取的技术方案是：

一种水下原油泄漏点溯源的方法，其特点是：水下原油泄漏点溯源的方法包括以下步骤：

1)确定泄漏点初始位置区域

根据现场油膜位置信息，通过水下溢油源回推模型确定水下原油泄漏点的初始位置区域；

2)声呐探测识别原油泄漏点

在初始位置区域上开展声呐探测的布线工作，采用声呐设备对目标海域进行扫测，实时记录反向散射强度数据，根据声呐图像分类识别原油泄漏点；

3)水下泄漏点监视检测

在声呐探测识别原油泄漏点基础上，利用水下航行器开展水下原油泄漏点精细化监视检测；

4)判定原油泄漏点位置

水下航行器操作控制模块启动采样装置对沉积物和水质进行采样，分析采集的沉积物及水样，判定原油泄漏点的位置。

本发明水下原油泄漏点溯源的方法还可以采用如下技术方案：

所述的水下原油泄漏点溯源的方法，其特点是：确定海上油膜漏出海面的初始位置区域时，选取区域内3-5个点作为水下溢油源回推的初始条件，运行水下溢油源回推模型，分析处理模拟结果，模拟重合区域可判定为预测溢油源可疑范围。

所述的水下原油泄漏点溯源的方法，其特点是：根据声呐图像底质分类识别原油泄漏点时，在水体中伴有气泡现象时也通过水柱功能进行判别。