CN211232436U - 一种海底管道实时安全监测与诊断*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种海底管道实时安全监测与诊断***，用于监测海底管道的泄漏情况以及靠近海底管道的船舶，包括数据采集分析***和间隔设置在光缆上的多组声音传感器，每组声音传感器包括多个间距为L1的第一声音传感器和多个间距为L2的第二声音传感器，其中L1不大于船舶声音的半波长，L2大于L1；光缆沿海底管道铺设，并与海底管道之间留有空隙，数据采集分析***与光缆相连接。本实用新型的有益之处在于，沿着现有的海底管道铺设光缆并安装声音传感器，不会对现有海底管道造成损伤，此外通过密集排列的第一声音传感器，可以对入侵船舶进行定位、测速与追踪，同时辅以稀疏排列的第二声音传感器，从而准确地监测到海底管道的泄漏情况。
Description
技术领域
本实用新型属于海底设备技术领域，尤其涉及一种海底管道实时安全监测与诊断***。
背景技术
自1985年在渤海建成第一条海底管道以来，截止2016年，我国的海域内共铺设了总长超过6202km海底管道，这些海底管道包括石油、天然气运输以及气液混输等类型。由于海底环境复杂，海底管道容易老化和腐蚀，发生泄漏。为了防止海底管道泄漏带来的经济、环境以及人身危害，需要及时监测海底管道的泄漏情况，同时对靠近海底管道作业的船舶进行监测定位，但由于海洋中的潮汐、海浪、涌、台风、船舶、海洋生物、腐蚀性、浅层气、洋流冲刷、管道水深多变等因素，给海底管道监测带来诸多挑战。目前主要采用工程物探、人工潜水以及管内监测等方式监测管道泄漏情况，这些方法存在难以实时监测、成本高、精度低、难以定位等问题。此外，早年建成的海底管道由于年久失修，发生风险的概率上升，在现在管道上布设监测***时，反而可能对管道造成伤害，进一步增加泄漏的风险，因此需要一种更安全且定位精度高的监测***。
实用新型内容
针对上述缺陷，本实用新型要解决的技术问题是提供一种海底管道实时安全监测与诊断***，可以有效、精准地监测现有的海底管道泄漏情况，对入侵船舶进行定位，且不会对现有管道造成影响。
本实用新型提供了一种海底管道实时安全监测与诊断***，用于监测海底管道的泄漏情况以及靠近所述海底管道的船舶，包括数据采集分析***和间隔设置在光缆上的多组声音传感器，每组声音传感器包括多个间距为L1的第一声音传感器和多个间距为L2的第二声音传感器，其中L1不大于所述船舶声音的半波长，L2大于L1；所述光缆沿所述海底管道铺设，并与所述海底管道之间留有空隙，所述数据采集分析***与所述光缆相连接。
优选地，所述L1的范围为0.1-20m，所述L2的范围为100-500m。
优选地，相邻两组声音传感器中的第一声音传感器或第二声音传感器之间的间距为L3，所述L3的范围为5-10km。
优选地，所述第一声音传感器和第二声音传感器均为光纤水听器。
优选地，所述数据采集分析***包括依次连接的解调模块、上位机和控制中心，所述解调模块与所述光缆相连接。
优选地，所述控制中心还与船舶AIS***通信连接。
优选地，所述控制中心还与无人机***相连接。
优选地，所述光缆上还设有多个光纤光栅加速度传感器。
本实用新型的有益之处在于，沿着现有的海底管道铺设光缆并安装声音传感器，不会对现有海底管道造成损伤，此外通过密集排列的第一声音传感器，可以对入侵船舶进行定位、测速与追踪，同时辅以稀疏排列的第二声音传感器，从而准确地监测到海底管道的泄漏情况。
附图说明
图1为本实用新型海底管道实时安全监测与诊断***的示意图。
元件标号说明：
11 第一声音传感器
12 第二声音传感器
2 光缆
3 海底管道
4 泄漏点
5 船舶
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1所示，本实用新型提供了一种用于监测海底管道3的泄漏情况以及靠近海底管道3的船舶5的疏密监测***，该疏密监测***包括数据采集分析***和间隔设置在光缆2上的多组声音传感器，每组声音传感器包括多个间距为L1的第一声音传感器11和多个间距为L2的第二声音传感器12，在具体实施中，由多个密集排列的第一声音传感器11负责监测船舶5的入侵情况，对船舶5进行定位、测速与追踪，同时设置多个稀疏排列的第二声音传感器12来监测海底管道3的泄漏情况，保证至少有一个声音传感器可以监测到管道的泄漏点4。因此L1不大于船舶5发出的特征声音的半波长，L2大于L1。优选地，L1的范围为0.1-20m，L2的范围为100-500m。相邻两组声音传感器中处于相同位置的第一声音传感器11或第二声音传感器12之间的间距为L3，L3的范围为5-10km，保证至少有一组声音传感器可以监测到入侵的船舶5。
光缆2沿着海底管道3铺设并与海底管道3保持平行，且光缆2与海底管道3之间留有空隙，即将光缆2铺设在与海底管道3相邻近的海底沟槽中，但与海底管道3并不接触，因此铺设光缆2时不会对现有海底管道3的结构造成影响。数据采集分析***与光缆2相连接。当海底管道3上有泄漏点4时，海底管道3内的流体会进入海水中并产生声波，声音传感器接收到声波，将输出信号通过光缆2传输给数据采集分析***进行处理。优选地，第一声音传感器11和第二声音传感器12均采用光纤水听器，可以将声信号转换为光信号并通过光缆2传输，此外还可以针对海底管汇设施进行水听器阵列，从而绘制海底声场。
在本实用新型的一个具体实施例中，数据采集分析***包括依次连接的解调模块、上位机和控制中心，解调模块与光缆2相连接。光缆2传输的光信号经过解调模块解调，可以得到声音的频谱数据等信息。上位机和控制中心接收储存并分析相关信号数据，便于管理人员及时掌握***工作状况并传输工作指令。优选地，控制中心可以与船舶AIS***通信连接，进一步对靠近海底管道3作业的船舶5进行监测定位，防止船舶作业对海底管道3造成人为破坏。控制中心还可以与无人机***相连接，进行无人机视频或红外检测等作业项目。
此外，由于光波在光缆2的光纤中传播时会受外界环境影响发生直接或间接改变，因此光纤还可以直接用作振动传感器，检测海底管道3和光缆2铺设处的环境情况。如潮流和波浪会冲蚀海底管道3周围的土壤，导致海底管道3悬空、位移或破坏，附近的光缆2也会因失去土壤的支撑作用加剧振动，数据采集分析***在对相关信号进行接收分析后即可准确定位冲蚀发生处，并及时修复处理。优选地，光缆2上还设有多个光纤光栅加速度传感器，辅助监测海底管道3的振动情况。
综上所述，本实用新型的有益之处在于，沿着现有的海底管道铺设光缆并安装声音传感器，不会对现有海底管道造成损伤，此外通过密集排列的第一声音传感器，可以对入侵船舶进行定位、测速与追踪，同时辅以稀疏排列的第二声音传感器，从而准确地监测到海底管道的泄漏情况。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种海底管道实时安全监测与诊断***，用于监测海底管道(3)的泄漏情况以及靠近所述海底管道(3)的船舶(5)，其特征在于，包括数据采集分析***和间隔设置在光缆(2)上的多组声音传感器，每组声音传感器包括多个间距为L1的第一声音传感器(11)和多个间距为L2的第二声音传感器(12)，其中L1不大于所述船舶(5)声音的半波长，L2大于L1；所述光缆(2)沿所述海底管道(3)铺设，并与所述海底管道(3)之间留有空隙，所述数据采集分析***与所述光缆(2)相连接。
2.根据权利要求1所述的海底管道实时安全监测与诊断***，其特征在于，所述L1的范围为0.1-20m，所述L2的范围为100-500m。
3.根据权利要求1所述的海底管道实时安全监测与诊断***，其特征在于，相邻两组声音传感器中的第一声音传感器(11)或第二声音传感器(12)之间的间距为L3，所述L3的范围为5-10km。
4.根据权利要求1所述的海底管道实时安全监测与诊断***，其特征在于，所述第一声音传感器(11)和第二声音传感器(12)均为光纤水听器。
5.根据权利要求1所述的海底管道实时安全监测与诊断***，其特征在于，所述数据采集分析***包括依次连接的解调模块、上位机和控制中心，所述解调模块与所述光缆(2)相连接。
6.根据权利要求5所述的海底管道实时安全监测与诊断***，其特征在于，所述控制中心还与船舶AIS***通信连接。
7.根据权利要求5所述的海底管道实时安全监测与诊断***，其特征在于，所述控制中心还与无人机***相连接。
8.根据权利要求1所述的海底管道实时安全监测与诊断***，其特征在于，所述光缆(2)上还设有多个光纤光栅加速度传感器。
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|---|---|---|---|---|
| CN112099105A (zh) * | 2020-09-08 | 2020-12-18 | 北京洛达世安电子设备有限公司 | 光纤栅栏探测***及方法 |
| CN113008471A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-22 | 徐州睿晓智能科技有限公司 | 一种适用于码头和湖泊水域的海底管线泄漏监测试验*** |
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