用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备制造技术

本发明专利技术涉及气体泄漏监测技术领域，具体涉及一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备，包括有海底轨道、深潜机器人和水声定位系统，海底轨道固定安装在海底气体输送管道上并且顺着海底气体输送管道延伸，海底轨道的旁侧等间距地分布有多个供电站，深潜机器人上安装有供电单元、导向模块、障碍探测模块、清障模块、推进模块、控制模块和甲烷传感器；导向模块、障碍探测模块、清障模块、推进模块、控制模块和甲烷传感器均与供电单元电连接；该设备能够直接定位海底气体输送管道泄露的位置，并能向工作人员提供管道破损情况的图像数据。

Equipment used to detect the leakage of gas transmission pipeline in the exploitation of natural gas hydrate on the sea floor

The invention relates to the technical field of gas leakage monitoring, in particular to a device for detecting the leakage of a gas transmission pipeline for exploitation of seabed natural gas hydrate, which comprises a seabed track, a deep submergence robot and an underwater acoustic positioning system, wherein the seabed track is fixedly installed on the seabed gas transmission pipeline and extends along the seabed gas transmission pipeline, and the side of the seabed track is equally spaced Multiple power supply stations are installed on the deep submergence robot, including power supply unit, guide module, obstacle detection module, obstacle removal module, propulsion module, control module and methane sensor; the guide module, obstacle detection module, obstacle removal module, propulsion module, control module and methane sensor are all electrically connected with the power supply unit; the equipment can directly locate the leakage position of submarine gas transmission pipeline It can also provide image data of pipeline damage to the staff.

【技术实现步骤摘要】
用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备
本专利技术涉及气体泄漏监测
，具体涉及一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备。
技术介绍
随着海底管线的不断增加，海底管线渐渐成为海上油气生命线。由于海底环境复杂，海底管线容易老化和腐蚀，从而导致海底管线发生泄漏。海底管线发生泄漏一方面会对环境造成污染，另一方面会造成经济损失，更严重的会造成人员伤亡，因此海底管线泄漏监测成为越来越亟需解决的技术难题。国内对陆地管道泄漏监测技术研究较多，主要方法有负压波法和声波法，由于负压波法和声波法对噪声敏感度高，而海底环境复杂，因此负压波法和声波法很难应用于海底管线泄露的监测中。目前，国内未出现成熟的用于海底管线泄漏监测方法和装置。国外对海底管线的泄漏监测研究领先于国内，并已在很多管线上进行实际应用。国外现有的海底管线的泄漏监测方法主要有压力点分析法、光纤法和实时模型，其中，压力点分析法的监测结果受仪器影响较大，光纤法需要对海底管线进行改造，且改造难度大，易破坏海底管线，实时模型监测价格昂贵，成本高。中国专利CN104976518B公开了一种海底管线泄漏监测系统，包括控制器、流量传感器、压力传感器、温度传感器和中心主计算机；待监测管线的入口端和出口端均设置有、一流量传感器、一压力传感器和一温度传感器，入口端流量传感器、压力传感器和温度传感器实时采集入口端的流量、压力和温度信号，并发送给第一控制器；出口端流量传感器、压力传感器和温度传感器实时采集出口端的流量、压力和温度信号，并发送给第二控制器；各控制器将信号通过以太网交换机发送给中心主计算机，其内的泄露监测系统将信息实时显示，并判断待监测管线是否发生泄漏，如发生泄漏，则进行泄漏报警，并计算和显示泄漏量和泄漏位置；中心主计算机将接收的信号、判断结果发送给各远程监控设备。该专利公开的系统通过数据计算出管线的泄露位置，然而海底情况复杂，暗流涌动，生态圈广阔，影响到传感器数据的因素特别多，依靠在实验室中总结出来的公式难以计算出管线泄漏的精确位置。所以，需要一种设备，该设备能够直接定位海底管道的泄露位置，而非通过数据计算得出。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备，该设备能够直接定位海底气体输送管道泄露的位置，并能向工作人员提供管道破损情况的图像数据。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：提供一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备，包括有海底轨道、深潜机器人和水声定位系统，海底轨道固定安装在海底气体输送管道上并且顺着海底气体输送管道延伸，海底轨道的旁侧等间距地分布有多个供电站，深潜机器人上安装有供电单元、导向模块、障碍探测模块、清障模块、推进模块、控制模块和甲烷传感器；导向模块、障碍探测模块、清障模块、推进模块、控制模块和甲烷传感器均与供电单元电连接。作为一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备的一种优选方案，海底轨道包括有套设在海底气体输送管道上的管道套环，管道套环的两侧固定安装有轨道支架，轨道支架上固定安装有轨道钢圈，轨道钢圈内固定安装有环绕轨道钢圈轴线均布的多个轨道钢条。作为一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备的一种优选方案，导向模块包括有固定安装在深潜机器人两侧的回弹力臂和固定安装在回弹力臂悬空端的半环支架，工作状态下，回弹力臂处于压缩状态，半环支架抵接在轨道钢条上。作为一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备的一种优选方案，半环支架表面固定安装有一层石墨耐磨层。作为一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备的一种优选方案，轨道钢条抵接在轨道钢圈的内圈上同时环绕轨道钢圈的轴线螺旋前进。作为一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备的一种优选方案，供电站包括有固定安装在海底气体输送管道旁侧的湿插拔插座，湿插拔插座通过海底电缆与岸基供电站电连接，供电单元包括有安装在深潜机器人内部的电池和延伸至深潜机器人外部的电源线与湿插拔插头；导向模块、障碍探测模块、清障模块、水声定位系统、推进模块、控制模块和甲烷传感器均与电池电连接。作为一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备的一种优选方案，障碍探测模块包括有固定安装在深潜机器人上的声学探测模块。作为一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备的一种优选方案，障碍探测模块包括有光学探测模块，光学探测模块包括有探照灯和摄像头。作为一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备的一种优选方案，水声定位系统包括有水听器阵、收发器和声学应答器基阵，水听器阵固定安装在船台上，收发器固定安装在深潜机器人上，声学应答器基阵固定安装在海底轨道上并且沿着海底轨道等间距分布。作为一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备的一种优选方案，清障模块包括有固定安装在深潜机器人上的机械手，湿插拔插头固定安装在机械手的工作端旁侧，电源线固定安装在机械手的力臂旁侧。本专利技术的有益效果：深潜机器人通过导向模块的引导在海底轨道内部行走，深潜机器人通过声学探测模块探测周围的障碍物，并通过清障模块排出障碍物，深潜机器人通过内置电池供电，在电池电量不足时，深潜机器人将湿插拔插头插入到湿插拔插座中，岸基供电站通过海底电缆、湿插拔插座、湿插拔插头和电源线向电池充电；当甲烷传感器检测到甲烷时，深潜机器人通过探照灯照面并通过摄像头摄像，对海底气体输送管道表面进行摄录，同时深潜机器人通过收发器向周围发出声信号，分布在海底轨道上的声学应答器基阵收到声信号后反馈出声信号；船台通过水听器阵在海面监听海底的声音，水听器阵监听到收发器和声学应答器基阵发出的声信号，通过声信号传播到水听器阵所需的时间，计算出每个声信号距离水听器阵的位置，即可精确定位收发器发出的声信号，也就精确定位了海底气体输送管道泄露的位置；待深潜机器人回到船台之后，工作人员可以读取深潜机器人内储存的图像信息，从而制定维修方案。该设备能够直接定位海底气体输送管道泄露的位置，并能向工作人员提供管道破损情况的图像数据。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例所述的一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备的立体图；图2是本专利技术实施例所述的一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备的正视图；图3是本专利技术实施例所述的一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备的俯视图；图4是本专利技术实施例所述的一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备的深潜机器人立体图一；图5是本专利技术实施例所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备，其特征在于，包括有海底轨道(1)、深潜机器人和水声定位系统，海底轨道(1)固定安装在海底气体输送管道上并且顺着海底气体输送管道延伸，海底轨道(1)的旁侧等间距地分布有多个供电站(2)，深潜机器人上安装有供电单元(3)、导向模块(4)、障碍探测模块(5)、清障模块(6)、推进模块(7)、控制模块和甲烷传感器；/n导向模块(4)、障碍探测模块(5)、清障模块(6)、推进模块(7)、控制模块和甲烷传感器均与供电单元(3)电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备，其特征在于，包括有海底轨道(1)、深潜机器人和水声定位系统，海底轨道(1)固定安装在海底气体输送管道上并且顺着海底气体输送管道延伸，海底轨道(1)的旁侧等间距地分布有多个供电站(2)，深潜机器人上安装有供电单元(3)、导向模块(4)、障碍探测模块(5)、清障模块(6)、推进模块(7)、控制模块和甲烷传感器；
导向模块(4)、障碍探测模块(5)、清障模块(6)、推进模块(7)、控制模块和甲烷传感器均与供电单元(3)电连接。


2.根据权利要求1所述的一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备，其特征在于，海底轨道(1)包括有套设在海底气体输送管道上的管道套环(1a)，管道套环(1a)的两侧固定安装有轨道支架(1b)，轨道支架(1b)上固定安装有轨道钢圈(1c)，轨道钢圈(1c)内固定安装有环绕轨道钢圈(1c)轴线均布的多个轨道钢条(1d)。


3.根据权利要求2所述的一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备，其特征在于，导向模块(4)包括有固定安装在深潜机器人两侧的回弹力臂(4a)和固定安装在回弹力臂(4a)悬空端的半环支架(4b)，工作状态下，回弹力臂(4a)处于压缩状态，半环支架(4b)抵接在轨道钢条(1d)上。


4.根据权利要求3所述的一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备，其特征在于，半环支架(4b)表面固定安装有一层石墨耐磨层(4c)。


5.根据权利要求2所述的一种用于探测海底天然气水合物开采气体输送管道泄漏的设备，其特征在于，轨道钢条(1d)抵接在轨道钢圈(1c...

【专利技术属性】
技术研发人员：程思海，邓义楠，曹珺，刘纪勇，冯强强，李勇航，
申请(专利权)人：广州海洋地质调查局，
类型：发明
国别省市：广东;44