[發(fā)明專利]水下檢測設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280038431.6
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN103782147B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 弗蘭克·托雷·塞特
• 申請（專利權(quán)）人: 納克斯公司
• 主分類號: G01M3/24
• 分類號: G01M3/24;F17D5/06;G01N29/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 康建峰,陳煒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下檢測設(shè)備，例如涉及用于檢測由水下設(shè)施和海底區(qū)域引起的泡泡的存在的水下檢測設(shè)備。而且，本發(fā)明涉及使用用于檢測泡泡的存在的前述設(shè)備的方法。此外，本發(fā)明涉及記錄在機器可讀介質(zhì)上的軟件產(chǎn)品，其中，軟件產(chǎn)品在計算硬件上可執(zhí)行用于實現(xiàn)前述方法。

背景技術(shù)

已知的是，泡泡在液體中出現(xiàn)。而且，已知的是，由于有機植物腐爛導(dǎo)致沼氣，泡泡在例如在沼澤和水池中的被水覆蓋的區(qū)域中自然地產(chǎn)生。也許不太理解的是，盡管泡泡也在海洋環(huán)境中自然地生成，但鑒于看起來混沌的海洋表面波運動沒有注意到泡泡。在海洋環(huán)境中，泡泡的形成可以表示海底下面發(fā)生的例如沿著構(gòu)造斷層線的地質(zhì)裂縫、地質(zhì)過程如熱水泉等的各種過程。

如圖1所示，當在海洋環(huán)境10中執(zhí)行氣體和/或石油的海底鉆探時，鉆孔20鉆進地質(zhì)構(gòu)造30中，地質(zhì)構(gòu)造30具有形成海底40的上表面。通常是使用鋼襯管50襯著鉆孔20。在深水安裝中，通常也是使用閥裝置60在海底40處蓋在襯管50上。由于其表面類似于針葉樹的向上錐形形式，閥裝置60經(jīng)常被稱為“圣誕樹”?？臻g上鄰近鉆孔20的地質(zhì)構(gòu)造30實質(zhì)上往往是多孔的，并且不能經(jīng)受住襯管50內(nèi)產(chǎn)生的高壓，尤其當由鉆孔20截取的石油和/或氣體儲備70處于其生產(chǎn)的早期階段和處于高內(nèi)壓下時。在來自石油和/或氣體儲備的生產(chǎn)的后期階段，往往需要將流體以相當大的壓力注入到石油和/或氣體儲備70中，這引起由襯管50經(jīng)受的高內(nèi)壓。例如當使用浮油和/或氣體生產(chǎn)平臺時，閥裝置60使得軟管能夠經(jīng)由閥裝置60附接至襯管50。

如在2010年墨西哥灣中的深水地平線(Deep Water Horizon)事故中經(jīng)歷的，襯管50可能泄露或甚至斷裂。這樣的斷裂可以由制造襯管50所利用的材料中的制造缺陷引起，或可以由襯管50在操作期間被加壓超過其設(shè)計等級(例如通過施加以產(chǎn)生來自石油和/或氣體儲備70的較大的生產(chǎn)率的過壓)引起。當襯管50斷裂時，來自鉆孔20的流體泄漏到地質(zhì)構(gòu)造30的相鄰區(qū)域中，并且往往經(jīng)歷鉆孔20內(nèi)的壓力降低。最后，來自襯管50中的斷裂的流體滲漏到海底40，并且表現(xiàn)為在海底40的廣闊區(qū)域上的偶然泡的涌現(xiàn)。鑒于海底40處的光可見性往往被顆粒物質(zhì)模糊，尤其當存在擾亂海底40上的沉積物的活動時，這些偶然泡有時難以使用常規(guī)的技術(shù)來檢測。已知原油在變得降壓時出溶泡泡，并且在靠近鉆孔20的地質(zhì)構(gòu)造30內(nèi)生成的這樣的出溶氣可以潛在地擾亂海底40上的顆粒物質(zhì)，因此導(dǎo)致光學(xué)模糊。

類似的考慮也適于石油和/或氣體的水下管道，水下管道在很多年的使用之后，可以形成偶然的缺陷，例如“針孔”，從該“針孔”處可以發(fā)生氣體泄漏。非常期望檢測小的泄露并且在它們發(fā)展成導(dǎo)致重大環(huán)境危害的主要泄露之前修復(fù)它們。然而，在與圖1類似的情形中，在光被模糊的條件中檢測海底40的廣闊的區(qū)域上的偶然泄露是潛在要解決的難的技術(shù)問題。

根據(jù)上文應(yīng)當理解的是，需要能夠在海洋環(huán)境10中操作并且在可能導(dǎo)致上述光模糊的顆粒物質(zhì)的同時存在下檢測由海底40的廣闊區(qū)域引起的泡泡的強力設(shè)備。

US 2003/0056568 A1公開了一種通過在海底配置本地探針以及在探針附近的水中產(chǎn)生泡并且檢測泡，以及估計水中溶解氣的濃度，并且與附近海底氣體滲漏比較來檢測海底氣體滲漏的方法。

GB 2176604 A公開了通過使用安裝在管道外部的無源和有源聲納檢測系統(tǒng)的氣體泄漏的聲學(xué)檢測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明設(shè)法提供一種可操作地以可靠的方式收集和檢測水生環(huán)境中的一個或更多個泡泡的改進的設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種如所附權(quán)利要求1中所限定的水下檢測設(shè)備，提供一種用于檢測水生環(huán)境內(nèi)的一個或更多個泡泡的存在的水下檢測設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括第一結(jié)構(gòu)，所述第一結(jié)構(gòu)包括用于限定區(qū)域的下部外圍邊緣，所述設(shè)備可操作地在所述區(qū)域上收集所述一個或更多個泡泡；第二結(jié)構(gòu)，所述第二結(jié)構(gòu)用于將容納在由所述下部外圍邊緣限定的所述區(qū)域內(nèi)的所述一個或更多個泡泡空間地集中到檢測區(qū)中；以及檢測裝置，所述檢測裝置用于檢測在操作中通過所述泡泡集中結(jié)構(gòu)集中進入到所述檢測區(qū)中的所述一個或更多個泡泡并且生成表示所述一個或更多個泡泡穿過所述檢測區(qū)的輸出信號(S2)。

本發(fā)明具有優(yōu)勢在于，所述水下檢測設(shè)備可操作地收集水生環(huán)境內(nèi)的潛在廣闊區(qū)域上的一個或更多個泡泡，并且以對于水生環(huán)境內(nèi)的顆粒污染有效的方式來檢測泡泡。

可選地，所述設(shè)備適用于檢測下列中的至少一種：一個或更多個氣泡、一個或更多個油泡?！坝汀痹诖丝梢员唤忉尀榘◤V泛的流體烴類材料。