[發明專利]一種水下管道可燃氣泄漏擴散相似模型試驗裝置及方法

在審

• 申請號: 202111148448.4
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113884274A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 曹楊;王紅紅;王魁濤;劉濤;周偉;馬晨波;呂松松;陳坤亮;郝靜敏;胡忠前;張海娟;劉國恒
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司
• 主分類號: G01M9/08
• 分類號: G01M9/08
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

1.一種水下管道可燃氣泄漏擴散相似模型試驗裝置，其特征在于，包括：

可燃氣泄漏控制與監測系統，包括氣源罐，所述氣源罐的輸出端經管道依次與驅動泵、緩沖罐和泄漏釋放器的一端連接，所述泄漏釋放器的另一端經管道也連接至所述氣源罐的輸出端；用于模擬不同工況條件下海底管道可燃氣的泄漏擴散情況；

水流模擬系統，包括模擬水池，所述泄漏釋放器設置在所述模擬水池內，用于模擬海上流動特征參數，在不同流速、深度以及泄漏擴散工況條件下，海底管道可燃氣泄漏后在水中的運動軌跡和擴散特征；

可燃氣排放收集系統，包括集氣罩，罩設在所述模擬水池的外部，用于對試驗過程中的產生的可燃氣進行排除與收集。

2.如權利要求1所述水下管道可燃氣泄漏擴散相似模型試驗裝置，其特征在于，所述可燃氣泄漏控制與監測系統還包括：

開關閥，設置在所述氣源罐的輸出端管道上；

第一控制閥，設置在所述緩沖罐與所述泄漏釋放器之間的管道上；

第二控制閥，設置在所述泄漏釋放器與所述氣源罐之間的管道上；

通過所述開關閥、所述第一控制閥和所述第二控制閥保持所述氣源罐在可燃氣輸送時處于暢通狀態；

位于所述泄漏釋放器的兩端還分別設置有第一安全閥和第二安全閥；所述第一安全閥的一端與所述泄漏釋放器的一端連接，所述第二安全閥的一端與所述泄漏釋放器的另一端連接；所述第一安全閥的另一端分別與所述第三安全閥的一端和所述第一控制閥連接，所述第二安全閥的另一端分別與所述第三安全閥的另一端和所述第二控制閥連接。

3.如權利要求1所述水下管道可燃氣泄漏擴散相似模型試驗裝置，其特征在于，所述可燃氣泄漏控制與監測系統還包括第一流量計、第一壓力表、溫度表、第二壓力表、第三壓力表、第一水流流速計、第二水流流速計和可燃氣傳感器；

位于所述緩沖罐與所述第一控制閥之間的管道上依次串聯設置有所述第一流量計、所述第一壓力表和所述溫度表，用于監測可燃氣的壓力、流速和溫度；

位于所述泄漏釋放器的兩端，分別并聯設置有所述第一水流流速計和所述第二壓力表，以及所述第二水流流速計和所述第三壓力表，通過所述第一水流流速計和所述第二水流流速計獲取所述模擬水池中水流的方向和速度，通過所述第二壓力表和所述第三壓力表獲取所述泄漏釋放器的兩端管道可燃氣壓力值；

所述可燃氣傳感器通過管道并聯連接在所述泄漏釋放器上，用于監測水面以上的位于所述集氣罩內部的可燃氣濃度。

4.如權利要求1所述水下管道可燃氣泄漏擴散相似模型試驗裝置，其特征在于，所述原可燃氣泄漏控制與監測系統還包括：

高速攝像機，設置在所述模擬水池外部，與所述泄漏釋放器位于同一水平線上，用于記錄可燃氣在所述模擬水池的水中泄漏擴散運動，并獲取照片；

計算機，與所述驅動泵、開關閥、各控制閥、流量計、壓力表、水流流速計和可燃氣傳感器連接，用于接收各部件傳輸至的數據，并控制所述驅動泵和各控制閥的工作狀態。

5.如權利要求1所述水下管道可燃氣泄漏擴散相似模型試驗裝置，其特征在于，所述水流模擬系統還包括具有對稱結構的兩個子系統，兩所述子系統分別位于所述模擬水池的入口處和出口處，都包括：

過濾器，設置為兩個，均設置在所述模擬水池的入口處或出口處的管道上；

循環水泵，設置在位于兩所述過濾器之間的泵槽中；

第一閘閥和第二閘閥，分別設置在靠近所述過濾器的外側的管道上。

6.如權利要求5所述水下管道可燃氣泄漏擴散相似模型試驗裝置，其特征在于，所述水流模擬系統還包括：

第一泄放口閘閥，設置在所述模擬水池的入口處所述子系統與出口處所述子系統之間的管道上；

第二泄放口閘閥，設置在所述模擬水池的出口處，位于所述集氣罩的外部。