[发明专利]一种滚动造波对水下油气管道泄漏后果影响的实验装置

说明书

本发明涉及一种滚动造波对水下油气管道泄漏后果影响的实验装置，具有盛装实验用水的实验水箱，实验水箱外设有数据采集器、与数据采集器电连接的PC终端以及用于拍摄实验过程的高速摄影仪，实验水箱内设有实验管段，实验管段一端转动设有使水体形成人工波浪的造波板，实验管段上间隔开设有测试孔，测试孔处安装有采集气体泄漏瞬间压力数据的第一压力传感器，实验水箱上方设有应变片，实验水箱内设有采集不同高度水下来流压力数据的第二压力传感器，第一压力传感器、第二压力传感器和应变片均线路连接数据采集器。本发明用于水下油气管道泄漏监测实验时模拟水下环境，具有较高的的模拟还原度，结构简洁，可操作性强。

技术领域

本发明涉及水下输气管道技术领域，尤其是一种滚动造波对水下油气管道泄漏后果影响的实验装置。

背景技术

由于陆上资源日渐枯竭，人们开始将目光转移到海洋，不断加大力度对海上油气田进行开发，对此海底管路发挥了极其重要的作用。但是，管道在运行过程中会受到内外部腐蚀、应力腐蚀裂纹、机械破坏、加工缺陷、结构缺陷、外力、自然灾害等多种因素的影响，从而产生穿孔或断裂，一旦发生泄漏，这不仅对人们的生命财产造成损失，也对周围环境产生严重污染。

在实验水池中实现海上环境的模拟是随着海洋开发应用而兴起的一门实验研究技术，除风流和洋流的模拟之外，波浪的模拟也是极为重要的。对于海底管道失效所致的油气泄漏问题，原油泄漏会引发严重的环境灾害并且这种危害往往具有长期性，天然气泄漏则会影响海上结构物的稳定性及引发火灾爆炸事故，据此需合理制定具有针对性的应对策略，有利于在事故抢险救援过程中划定安全距离，确定危险区域半径，将事故引发的火灾或爆炸危害降到最低。因此，及时准确的泄漏检测方法和掌握水下泄漏扩散规律以及泄漏冲击偏移位置能够为管道泄漏后现场应急策略制定提供必要的理论指导以及降低泄露对环境的损害程度。由于水下输气管道所处环境的特殊性，基于现场实验研究海洋中油气管道泄漏扩散规律难度颇大。目前模拟波浪对水下管道泄漏后果影响的实验装置较少，故研究波浪对水下油气管道泄漏后果影响具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种滚动造波对水下油气管道泄漏后果影响的实验装置，该实验装置实现了更好的还原水下环境对油气管道泄漏的模拟。以解决波浪作用下水下油气管道泄漏后果监测困难的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种滚动造波对水下油气管道泄漏后果影响的实验装置，具有盛装有实验用水的实验水箱，实验水箱外设有数据采集器、与数据采集器电连接的PC终端以及用于拍摄实验过程的高速摄影仪，所述的实验水箱内设有实验管段，实验管段一端转动设有使水体形成人工波浪而冲击实验管段的造波板，实验管段上间隔开设有可控制开闭的测试孔，所述测试孔处安装有采集测试孔气体泄漏瞬间压力数据的第一压力传感器，实验水箱上方设有应变片，实验管段另一端的实验水箱内设有采集不同高度水下来流压力数据的第二压力传感器，所述第一压力传感器、第二压力传感器和应变片均线路连接数据采集器。

进一步地，为实现造波板转动，所述的实验水箱前后侧板间设有转轴，转轴上固定有滚筒，沿滚筒周向均布有四个造波板。

为便于测试水下不同深度的泄漏扩散情况，所述的实验水箱内相距设有一对支撑支架，支撑支架包括可升降调节的底座和固定在底座上的弧形托架，实验管段架设在弧形托架上。

为了便于采集不同高度水下来流的压力数据，所述的实验水箱内设有支撑台架，支撑台架包括与实验水箱固定的底座、连接于底座上可升降调节的撑杆，撑杆上间隔均匀地安装有三个第二压力传感器。

优选地，所述的应变片沿着实验管段方向贴于盖在实验水箱上方的一块透明盖板上。