[發(fā)明專利]一種深海混輸立管用光纖傳感器快速固定裝置與布放方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010960263.2
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112178425A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王樹青;蔣玉峰;于立偉;宋憲倉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋大學(xué)
• 主分類號: F16M13/02
• 分類號: F16M13/02;F16B2/06;G01D5/353;G01D11/16;G01D11/30;G02B6/50;B63B27/10
• 代理公司: 青島中天匯智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 王丹丹;劉曉

本發(fā)明公開一種深海混輸立管用光纖傳感器快速固定裝置與布放方法，所述布放方法包括安裝前準(zhǔn)備、快速安裝、一體化布放三個階段；首先根據(jù)海試方案確定光纖傳感器位置與間隔，在光纖線纜對應(yīng)位置刻錄應(yīng)力或振動傳感器光柵點，通過傳感器固定裝置將傳感器固定在卡箍固定裝置上，其次吊裝立管并通過螺栓連接將兩個卡箍快速固定于混輸立管上，最后進(jìn)行立管和傳感器裝置一體化下放。本方案通過卡箍固定裝置、傳感器固定裝置將布設(shè)有光纖傳感器的光纖線纜固定在立管上，實現(xiàn)對光纖傳感器的快速安裝固定，解決海試現(xiàn)場粘貼傳感器作業(yè)時間長、預(yù)埋光纖易破壞等難題，同時本方法能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器和混輸立管的一體化布放與回收，有效降低施工難度、提高施工效率，保證施工人員的安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及深海混輸立管用光纖傳感器快速固定裝置與布放方法，實現(xiàn)光纖傳感器的快速安裝和回收，可有效提高整體安裝效率。

背景技術(shù)

全球已探明的海洋油氣資源中，深水/超深水海域資源儲量巨大，這也促使海洋油氣開發(fā)向著深水/超深水進(jìn)軍。例如水深超1000米的海底中油氣資源占總儲量的90％以上。深水混輸立管作為深水油氣開發(fā)的關(guān)鍵性設(shè)施，除長期受到復(fù)雜海流、海水腐蝕及臺風(fēng)等惡劣環(huán)境影響外，還需抵抗超高水壓，在其運行期間極易發(fā)生疲勞累積損傷，一旦結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷，勢必造成重大的經(jīng)濟(jì)損傷，嚴(yán)重影響作業(yè)人員的安全，因此深海混輸立管的健康監(jiān)測問題逐漸引起了業(yè)界的重視。

近年來，分布式光纖技術(shù)因其高線性度、高靈敏度以及長距離輸送信號等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用到實際工程結(jié)構(gòu)的溫度、應(yīng)變/應(yīng)變監(jiān)測中，同時也為深海混輸裝備的健康監(jiān)測提供了可靠的技術(shù)支撐。通過在深海混輸立管布置應(yīng)變、振動等光纖傳感器，可實時顯示深海采礦過程中立管結(jié)構(gòu)的動力特征響應(yīng)，構(gòu)建相關(guān)的狀態(tài)監(jiān)測/預(yù)警技術(shù)可以實現(xiàn)深海混輸立管的狀態(tài)監(jiān)測/早期預(yù)警。深水/超深水海域海洋環(huán)境惡劣，海試窗口期短，如何實現(xiàn)光纖傳感器的快速安裝和布放是限制深海混輸立管監(jiān)測的一大難題。

現(xiàn)行的光纖傳感器固定方式有粘貼結(jié)構(gòu)表面和預(yù)埋結(jié)構(gòu)內(nèi)部兩種方式。此類方法的不足之處是某一光纖傳感器發(fā)生故障、失效，將直接影響整條光纖線纜的測試傳輸，從而導(dǎo)致整個測試設(shè)備的失效。同時此類方法傳感器的維修、更換難度極大。亟需提出一種快速高效光纖傳感器的固定和布放方案，實現(xiàn)深海混輸立管的快速布放和回收；保證光纖傳感器的安全，提高固定和布放效率。

發(fā)明專利內(nèi)容

本發(fā)明專利針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的粘貼或預(yù)埋傳感器所存在的缺陷，提出一種深海混輸立管用光纖傳感器固定裝置。

本發(fā)明專利是采用以下的技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種深海混輸立管用光纖傳感器快速固定裝置，包括布設(shè)有光纖傳感器的光纖線纜、傳感器固定裝置和卡箍固定裝置；

所述傳感器固定裝置包括下部托塊和上部壓塊，下部托塊固定在卡箍固定裝置的外弧面上；

所述下部托塊和上部壓塊上分別開設(shè)有下部托塊凹槽和上部壓塊凹槽，下部托塊凹槽和上部壓塊凹槽內(nèi)表面與光纖線纜外表面緊密貼合。

進(jìn)一步的，所述卡箍固定裝置包括兩個半圓型金屬卡箍，半圓型金屬卡箍邊緣設(shè)有翼板，翼板上設(shè)有螺孔，通過高強(qiáng)螺栓實現(xiàn)兩個金屬卡箍固定裝置的固定連接。

進(jìn)一步的，所述下部托塊和上部壓塊上設(shè)置有相對應(yīng)的螺孔，通過螺栓固定連接實現(xiàn)光纖傳感器的快速固定。

進(jìn)一步的，所述金屬卡箍固定裝置一側(cè)通過合頁連接，另一側(cè)通過鎖扣結(jié)構(gòu)連接。

本發(fā)明另外還提出一種深海混輸立管用光纖傳感器快速固定裝置的布放方法，包括以下步驟：

(1)安裝前準(zhǔn)備階段：根據(jù)海試方案確定光纖傳感器的位置、間隔及類型，在光纖線纜對應(yīng)位置刻錄應(yīng)變或振動指定類型的光纖傳感器光柵點，通過傳感器固定裝置將傳感器固定在卡箍固定裝置上；

(2)快速安裝階段：通過螺栓連接卡箍固定裝置快速固定于混輸立管上；