CN204536546U - 一种水下管道膨胀弯法兰的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水下管道膨胀弯法兰的测量装置，包括由无人遥控潜水器携带的水下测量单元和安装在被连接管道法兰上的盲法兰；在所述盲法兰上安装有信标；所述水下测量单元包括集成在一起的水下声学定位***、光纤惯导***、多普勒计程仪、压力计和声速计；所述声学定位***通过声学通讯对所述信标进行测量；所述无人遥控潜水器设有与施工船舶连接的脐带缆，所述脐带缆与所述水下声学定位***、所述光纤惯导***、所述多普勒计程仪、所述压力计和所述声速计连接。本实用新型可以精确测得水下两个及以上的信标的相对关系，更加高效的完成管道法兰间三维关系的测量，为跨接管线的预制提供支持。
Description
技术领域
本实用新型属于水下声学测量技术领域，适用于海底管道铺设安装工程，尤其是深水油气田开发建设领域。
背景技术
随着海洋石油事业的蓬勃发展，越来越多的海底管线铺设到海底，这就伴生出水下膨胀弯的连接工程，即海底管线之间用法兰和膨胀弯进行连接的形式，又称跨接管线。过去的经验表明，连接水下膨胀弯最关键的工序是海管法兰之间相对空间位置和方位角的测量。只有精确地测量出膨胀弯两端法兰(或连接器)的各项参数，才能准确地预制膨胀弯，从而顺利地安装。
膨胀弯法兰的水下测量，一般要求测量误差在0.05-0.10m之间，属于精密水下计量技术的范畴。目前最常见的方法为拉线法(Taut Wire)，包括浅水使用的海管法兰测量仪和深水使用的SWM、PMT、MRP等，它们能够直观的测量并读出数据，使用方法比较简便，测量原理也不复杂；但是，该测量方式略为粗放，测量所得数据精度不高。此外，长基线(LBL)水下定位和三维声呐扫描等声学测量方法在水下计量中应用也非常普遍，虽然数据精度很高，但设备安装复杂、校准也很繁琐，海上作业工期较长，使生产成本大大提高。
发明内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种水下管道膨胀弯法兰的测量装置，采用该装置测量水下管道膨胀弯法兰更加准确和高效。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种水下管道膨胀弯法兰的测量装置，包括由无人遥控潜水器携带的水下测量单元和安装在被连接管道法兰上的盲法兰；在所述盲法兰上安装有信标；所述水下测量单元包括集成在一起的水下声学定位***、光纤惯导***、多普勒计程仪、压力计和声速计；所述声学定位***通过声学通讯对所述信标进行测量；所述无人遥控潜水器设有与施工船舶连接的脐带缆，所述脐带缆与所述水下声学定位***、所述光纤惯导***、所述多普勒计程仪、所述压力计和所述声速计连接。
所述水下声学定位***采用超短基线***，包括安装在施工船舶上的收发控制单元 和集成在所述水下测量单元中的换能器，所述换能器与所述信标进行声学通讯，所述收发控制单元通过所述换能器获取所述信标的水下位置数据。
本实用新型具有的优点和积极效果是：通过采用多种设备集成形成的水下测量单元，可以精确测得水下两个及以上的信标的相对关系，更加高效的完成管道法兰间三维关系的测量，为跨接管线的预制提供支持。本实用新型具有测量准确，安装简单，操作简便，工作效率高的优点，能够使生产成本大大降低。
附图说明
图1是本实用新型应用的结构示意图；
图2是本实用新型的水下测量单元示意图；
图3是本实用新型的信标安装示意图。
图中：100、水下测量单元，101、光纤惯导***，102、多普勒计程仪，103、水下声学定位***，104、声速计，105、压力计，201、信标，202、盲法兰，203、管道法兰，210、无人遥控潜水器，211、脐带缆。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参见图1～图3，一种水下管道膨胀弯法兰的测量装置，包括由无人遥控潜水器210携带的水下测量单元100和安装在被连接管道法兰203上的盲法兰202，在所述盲法兰202上安装有信标201。
在本实施例中，被连接管道法兰203有两个，每个管道法兰203上连接有一盲法兰202，在盲法兰202上安装有一信标201。盲法兰202的中间没有孔，它的另一个作用是防止管道在铺设时进水。在管道铺设前在盲法兰202上安装信标201，铺设作业结束后，即可进行盲法兰202的测量作业。
所述水下测量单元100包括集成在一起的水下声学定位***103、光纤惯导***101、多普勒计程仪102、压力计105和声速计104；所述声学定位***103通过声学通讯对所述信标201进行测量；所述无人遥控潜水器210设有与施工船舶连接的脐带缆211，所述脐带缆211与所述水下声学定位***103、所述光纤惯导***101、所述多普勒计程仪102、所述压力计105和所述声速计104连接。
在本实施例中，所述水下声学定位***采用超短基线***，包括安装在施工船舶上 的收发控制单元和集成在所述水下测量单元中的换能器，所述换能器与所述信标202进行声学通讯，所述收发控制单元通过所述换能器获取所述信标201的水下位置数据。
本实用新型的工作原理：
在进行测量作业时，无人遥控潜水器210携带水下测量单元100，围绕两个盲法兰202上安装的信标201做圆周运动，顺时针和逆时针各运行两圈。在运行过程中，水下声学定位***103与信标201进行不间断的声学问询测量，通过计算即可得到两个信标201之间的精确的相对关系。
在使用前，需要对水下测量单元100进行校准。其中水下声学定位***103用于获取信标201相对于水下测量单元的位置；光纤惯导***101用于获取水下测量单元的三维姿态，主要包括横倾roll、纵倾pitch和艏向heading等；多普勒计程仪102用于获取水下测量单元的速度信息，这样可以有效减小光纤惯导***101漂移的误差影响；压力计105用于获取水下测量单元100的高度信息，减小水下定位***100的高程误差；声速计104用于测量海水中的声速，提高水下声学距离测量的精度。
综上，光纤惯导***101为水下测量单元100提供三维姿态数据，主要包括横倾roll，纵倾pitch和艏向heading；多普勒计程仪102为水下测量单元100提供速度数据；压力计104用于获取水下测量单元100的高度信息；声速计105用于测量海水中的声速，便于准确计算距离；水下声学定位***103通过超短基线换能器与信标201间的声学问询，测量换能器和信标201之间的距离和角度；所有的测量数据均通过无人遥控潜水器210的脐带缆211传输到施工船舶上进行分析计算，综合上述各种设备采集的数据，即可获得信标的位置数据，也是盲法兰的位置数据。
尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种水下管道膨胀弯法兰的测量装置，其特征在于，包括由无人遥控潜水器携带的水下测量单元和安装在被连接管道法兰上的盲法兰；在所述盲法兰上安装有信标；所述水下测量单元包括集成在一起的水下声学定位***、光纤惯导***、多普勒计程仪、压力计和声速计；所述声学定位***通过声学通讯对所述信标进行测量；所述无人遥控潜水器设有与施工船舶连接的脐带缆，所述脐带缆与所述水下声学定位***、所述光纤惯导***、所述多普勒计程仪、所述压力计和所述声速计连接。
2.根据权利要求1所述水下管道膨胀弯法兰的测量装置，其特征在于，所述水下声学定位***采用超短基线***，包括安装在施工船舶上的收发控制单元和集成在所述水下测量单元中的换能器，所述换能器与所述信标进行声学通讯，所述收发控制单元通过所述换能器获取所述信标的水下位置数据。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110261824A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-09-20 | 交通运输部天津水运工程科学研究所 | 一种基于多信标的超短基线标定***及标定方法 |
| CN113064175A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-07-02 | 西京学院 | 一种预置声呐传感器的海底真空管道及安装方法 |
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2015
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| CN110261824B (zh) * | 2019-07-15 | 2024-03-19 | 交通运输部天津水运工程科学研究所 | 一种基于多信标的超短基线标定***及标定方法 |
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| CN113064175B (zh) * | 2021-03-26 | 2023-10-27 | 西京学院 | 一种预置声呐传感器的海底真空管道及安装方法 |
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