粉沙质海床海底管道周围冲刷地形的模拟测量装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种粉沙质海床海底管道周围冲刷地形的模拟测量装置和方法，该装置包括扫描系统、可导冲刷测针子系统、数据采集系统和实验水槽模拟系统；实验水槽模拟系统包括实验水槽、模拟海床和模拟海底管道；模拟海床设置于实验水槽的底部，模拟海底管道埋入模拟海床；可导冲刷测针子系统的可导冲刷测针垂直设置于模拟海底管道的下表面，可调阻尼器与可导冲刷测针并联；扫描系统包括OBS浊度计、竖向连杆、位置转换装置和机械框架，通过其他三个装置配合调整OBS浊度计的扫描轨迹；数据采集系统连接可调阻尼器和浊度计，用于采集数据。该装置将OBS浊度计和可导冲刷测针相结合，解决了常规手段无法进行粉沙质海床地形测量的问题。

Device and method for simulating erosion topography around submarine pipeline in silty sandy seabed

The invention discloses a simulating method and device for measuring powder sandy seabed scour around submarine pipeline of the terrain, the device comprises a scanning system, by measuring erosion simulation system of needle subsystem, data acquisition system and experimental flume; flume simulation system including experimental flume, simulation and Simulation of seabed pipeline; simulation experiment is arranged on the seabed the bottom of the tank, simulation of submarine pipeline in the simulated seabed; conducting scour probe subsystem can be vertically arranged on the needle guide erosion simulation of submarine pipeline under the surface, adjustable damper and conducting probe and scour; scanning system including OBS turbidimeter, vertical linkage, position conversion device and machine frame, with the scanning trajectory adjustment OBS turbidimeter by three other devices; data acquisition system with adjustable damper and turbidity meter, used for data acquisition. The device combines the OBS turbidity meter with the guide scouring probe to solve the problem of measuring the silt seabed topography by conventional means.

【技术实现步骤摘要】
粉沙质海床海底管道周围冲刷地形的模拟测量装置和方法
本专利技术涉及海洋测量领域，特别是涉及一种粉沙质海床海底管道周围冲刷地形的模拟测量装置和方法。
技术介绍
海底管线是海洋石油天然气开发中的一个重要组成部分，担负着输送石油天然气的重要任务。在海洋环境中，输油管线安装在海底以后，打破了原有水下流场的平衡，这种流场的改变将引起管道周围局部的泥沙运并直接导致管线底部的冲刷，并形成悬空。实验室模拟是研究管道冲刷悬空的一种重要手段。在水槽中将管道模型布置在模型海床之上，在一定水流速度下进行局部冲刷的试验模拟。对于管道底部冲刷地形的传统测量方法包括超声波传感器、激光测距仪以及地形图像处理等非接触式测量手段。但是以上测量手段都要求管道周围水体的浑浊程度要低于某一临界值，从而保证超声波、激光以及可见光等能够穿透水体。因此这些方法一般适用于粗沙至细沙等性质的海床，即使在较大流速条件下泥沙颗粒也很少发生悬浮，使水体始终保持着较为清澈的状态。但是对于粉沙质或者黏土等颗粒粒径更细的海床，在冲刷的过程中颗粒发生大量悬浮，形成浑浊的流体，使超声波、激光以及可见光等都无法穿透，因此无法对冲刷深度进行测量。专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉沙质海床海底管道周围冲刷地形的模拟测量装置，其特征在于：包括扫描系统(1)、可导冲刷测针子系统(2)、数据采集系统(3)和实验水槽模拟系统(4)；所述实验水槽模拟系统(4)包括实验水槽(41)、模拟海床(42)和模拟海底管道(43)；所述模拟海床(42)设置于所述实验水槽(41)的底部，所述模拟海底管道(43)在纵向上部分或全部埋入所述模拟海床(42)；所述可导冲刷测针子系统(2)包括两根可导冲刷测针(21)、电源(22)和可调阻尼器(23)；所述两根可导冲刷测针(21)垂直设置于所述模拟海底管道(43)的下表面，且两根之间间距小于1cm；所述电源(22)的两极分别连接两根可导冲刷测针(...

【技术特征摘要】
1.一种粉沙质海床海底管道周围冲刷地形的模拟测量装置，其特征在于：包括扫描系统(1)、可导冲刷测针子系统(2)、数据采集系统(3)和实验水槽模拟系统(4)；所述实验水槽模拟系统(4)包括实验水槽(41)、模拟海床(42)和模拟海底管道(43)；所述模拟海床(42)设置于所述实验水槽(41)的底部，所述模拟海底管道(43)在纵向上部分或全部埋入所述模拟海床(42)；所述可导冲刷测针子系统(2)包括两根可导冲刷测针(21)、电源(22)和可调阻尼器(23)；所述两根可导冲刷测针(21)垂直设置于所述模拟海底管道(43)的下表面，且两根之间间距小于1cm；所述电源(22)的两极分别连接两根可导冲刷测针(21)；所述可调阻尼器(23)与所述两根可导冲刷测针(21)并联；所述扫描系统(1)包括OBS浊度计(11)、竖向连杆(12)、机械框架(13)和位置转换装置；所述机械框架设置于所述实验水槽(41)顶部，用于固定所述位置转换装置；所述OBS浊度计(11)固定设置在竖向连杆(12)的底部，所述竖向连杆(12)的顶部安装在所述位置转换装置上；所述位置转换装置用于实现所述竖向连杆(12)在所述实验水槽(41)内部位置的变换；所述数据采集系统(3)分别与所述可调阻尼器(23)和OBS浊度计(11)相连，用于分别采集所述可调阻尼器(23)和OBS浊度计(11)输出的数据。2.如权利要求1所述粉沙质海床海底管道周围冲刷地形的模拟测量装置，其特征在于：所述位置转换装置包括电机(17)、变频器(18)、以及垂直设置的第一丝杠副和第二丝杠副；所述第一丝杠副的丝杠轴(14)固定设置在所述机械框架(13)的一条边上；所述第二丝杠副的丝杠轴(16)的一端固定设置在所述第一丝杠副的丝杠螺母(15)上，另一端滑动设置在所述机械框架(13)的对应边上；所述竖向连杆(12)固定设置在所述第二丝杠副的丝杠螺母(19)上；所述第一丝杠副、...

【专利技术属性】
技术研发人员：藏志鹏，张金凤，陈同庆，张庆河，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12