一种海洋油气田水下管路去污器检测装置的制作方法

本发明涉及一种去污器检测装置，具体是指一种用于海洋油气田水下生产设备管路的去污器通行状态的检测装置，属于水下石油开采设备的技术领域。

背景技术：

海洋油气田水下生产设备，如采油树、海底管汇、钢质跨接管、输油管道等在服役过程中，由于内部原油所含成分复杂，在内部压力、海底环境温度等因素的影响下，管路内部可能形成结垢、积蜡、水合物、沥青等杂质，造成管路内径减小甚至完全堵塞，影响海洋油气田的生产效率，严重情况下甚至导致管路破裂、原油泄漏的生产安全事故。

基于此，海洋油气田水下生产设备管路需要进行去污作业，以去除管路内部形成的杂质，有些智能去污器还具备检测管壁腐蚀情况的能力。对油气管路进行去污作业，必须使用去污器，去污器类型较为简单，仅包括整体式塑料去污器以及球形去污球。较复杂的去污器携带有多个模块，可清理堵塞并检测管道内壁的变形、腐蚀等损伤情况并将数据保存以待线下处理分析。清理油气管路杂质，了解管路各段的危险程度，可提高输油管路的输送效率，预防和有效减少事故并节约设备维修资金，保证海底油气生产的安全。

现有技术中，去污器通过管路一般利用油气本身的压力作用于去污器尾部底盘，使去污器前后形成压差，以推动去污器在管路内前进。现存的检测或跟踪去污器位置的技术，具体是在管路上打孔，并安装物理探头，当去污器通过时接触插入管道内部少许的探头，产生信号，即可检测到去污器当前已经通过。也有利用电磁感应原理，检测管道内部是否有金属物体通过以判别去污器的通行状态。

但是，上述第一种检测方式，需要在管路上开孔，因此需要增加密封措施，并且还不可避免的会造成油气泄漏情况。而第二种检测方式，只适用于金属材质制成的去污器，对于全塑料或泡沫材料制成的去污器则无法实现检测，使得对去污器的材料有相当大的限制。

基于上述，本发明提供一种海洋油气田水下管路去污器检测装置，实现准确定位并判别去污作业时油气管路内部去污器的位置和通行状态，克服现有技术中存在的诸如需在管壁开孔等增加泄漏风险、结构复杂、检测效果存在漏报、误报等难以控制因素的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种海洋油气田水下管路去污器检测装置，结构简单，操作方便，可检测去污器进行去污作业时在水下管路的通行状态，检测结果可靠性高，提高海底油气田现场作业的效率，为海面作业人员提供作业指导。

为了达到上述目的，本发明提出一种海洋油气田水下管路去污器检测装置，由设置在水下管路上的安装基座、以及由水下遥控机器人在水下安装在安装基座上的检测仪组件构成，实现去污器在水下管路内去污作业时对其通行状态的检测；所述的检测仪组件包含：电子舱；被动声呐传感器，固定安装在电子舱底座的底部下方，监测水下管路内部因去污器作业产生的声信号；信号处理模块，采集被动声呐传感器监测到的声信号，进行背景噪声过滤，得到去污器经过水下管路时的功率信号；电缆接头，设置在电子舱上盖，与信号处理模块通过内部线缆连接，将采集到的功率信号向外传输至海洋油气田水下生产设备的控制模块。

所述的水下管路为海底管汇、或钢质跨接管、或海底输油管道。

所述的电子舱底座的中心开设螺纹孔，被动声呐传感器通过该螺纹孔安装在电子舱底座的底部下方。

所述的电子舱底座与被动声呐传感器之间设置密封圈。

所述的被动声呐传感器的外部设置保护套，且该保护套固定连接在电子舱上。

所述的电子舱上方设置有水下遥控机器人操作手柄，与电子舱外壳固定连接，为水下遥控机器人进行水下安装作业时提供机械臂抓取接口。

所述的电子舱外壳上设置180°对称分布的两个锁定销。

所述的安装基座包含：两个u型管夹，开口向上套设在水下管路上；两个导向罩底座，每个导向罩底座固定连接一个u型管夹的开口两端；底板，与两个导向罩底座通过螺栓固定连接；导向罩，与底板之间通过焊接固定连接。

所述的导向罩的上部设置锥形导向口，且该锥形导向口上设置180°对称分布的两个j形开口锁紧槽；在检测仪组件对接安装在安装基座上时，锁定销对应插入j形开口锁紧槽内进行限位导向，并通过旋转检测仪组件将锁定销对应插入j形开口锁紧槽的j型口内实现锁紧。

所述的安装基座还包含海生物堵头，在未进行去污作业时，即检测仪组件未安装在安装基座上时，该海生物堵头安装在导向罩内。

综上所述，本发明所述的海洋油气田水下管路去污器检测装置，操作方便，易于维护，各零部件加工简便，能快速给出检测结果，准确率高，减少现场油田的作业时间，提高现场作业效率，节省安装船或安装平台的使用费用，降低成本。

附图说明

图1为本发明中的海洋油气田水下管路去污器检测装置的总体结构示意图；

图2为本发明中的检测仪组件的结构示意图；

图3为本发明中的安装基座的结构示意图；

图4为本发明中的检测仪组件安装在安装基座上且锁紧的示意图；

图5为本发明中的利用rov水下安装检测仪组件的并锁紧的示意图。

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合图1～图5，通过优选实施例对本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效予以详细说明。

如图1所示，为本发明提供的海洋油气田水下管路去污器检测装置，由设置在水下管路1上的安装基座3、以及由水下遥控机器人(rov)在水下操作安装在安装基座3上的检测仪组件4构成，实现去污器2在水下管路1内去污作业时对其通行状态的检测。

本发明的优选实施例中，所述的水下管路具体为：海洋油气田水下生产设备的结构管道，例如海底管汇、钢质跨接管等；或海底输油管道，这些水下管路均需要每间隔一段时间进行管内去污操作或管内检测操作。

如图3所示，所述的安装基座3包含：两个u型管夹15，开口向上套设在水下管路1上；两个导向罩底座14，每个导向罩底座14固定连接一个u型管夹15的开口两端，使u型管夹15紧固在水下管路1外管壁上；底板16，与两个导向罩底座14通过螺栓固定连接；导向罩13，与底板16之间通过焊接固定连接。

其中，所述的导向罩13的上部设置锥形导向口，为rov在水下安装检测仪组件4提供粗导向；且该导向罩13的锥形导向口上设置180°对称分布的两个j形开口锁紧槽。

其中，所述的导向罩底座14上设置u型卡槽，与水下管路2的外壁形状相匹配，使得该导向罩底座14在安装角度上没有限制，可按实际需要进行调整。

进一步，所述的安装基座3还包含海生物堵头(图中未示)，在没有进行去污作业时，检测仪组件4被rov从安装基座3上拆下，此时将该海生物堵头安装在导向罩13内，避免海生物附着及异物进入。

所述的海生物堵头包含：与导向罩13内径相匹配的柱形堵头，以及设置在该柱形堵头外壁上的o形密封圈，当海生物堵头塞入安装在导向罩13内部之后，o形密封圈与导向罩13内壁之间过盈配合，产生的摩擦力可防止海生物堵头脱落掉出。

如图2所示，所述的检测仪组件4包含：电子舱；被动声呐传感器12，固定安装在电子舱底部，监测水下管路1内部因去污器2作业而产生的声信号；信号处理模块，采集被动声呐传感器12监测到的声信号，进行背景噪声过滤，得到去污器2经过水下管路1时的功率信号；电缆接头10，设置在电子舱顶部，与信号处理模块通过内部线缆连接，将采集到的功率信号向外传输至海洋油气田水下生产设备的控制模块，并且该功率信号最终被传输至海面平台人机控制界面，供作业人员分析参考。

所述的电子舱包含：电子舱外壳7；电子舱底座6，其上设置有两级密封圈，密封安装在电子舱外壳7的底部，防止海水进入，并为被动声呐传感器12、信号处理模块等电子元器件提供安装平台；电子舱上盖9，其上设置有两级密封圈，密封安装在电子舱外壳7的顶部，防止海水进入。

其中，所述的电子舱底座6的中心开设螺纹孔，被动声呐传感器12通过该螺纹孔安装在电子舱底座6的底部下方。进一步，所述的电子舱底座6与被动声呐传感器12之间设置密封圈，防止外部海水进入电子舱内部。

由于所述的被动声呐传感器12安装在电子舱的外部，为避免rov进行水下安装作业时损伤传感器，在该被动声呐传感器12的外部设置保护套5，且该保护套5通过螺栓固定连接在电子舱底座6和电子舱外壳7上。进一步，所述的保护套5采用塑料、或铜、或其他非钢铁材料制成，用以吸收rov进行水下安装作业时对被动声呐传感器12以及电子舱可能产生的冲击力。

所述的电缆接头10嵌入设置在电子舱上盖9上，其与电子舱上盖9之间设置密封圈进行密封，该电缆接头10的底部提供内部线缆接口与信号处理模块连接，该电缆接头10的侧面提供外部电缆接口与水下电缆连接。

所述的电子舱上方设置有rov操作手柄11，通过其两侧支架与电子舱外壳7采用螺栓连接，为rov进行水下安装作业时提供机械臂抓取接口。

所述的电子舱外壳7上通过焊接设置180°对称分布的两个锁定销8；如图4所示，在检测仪组件4对接安装在安装基座3上时，锁定销8对应插入j形开口锁紧槽内进行限位导向，并通过旋转检测仪组件4将锁定销8对应插入j形开口锁紧槽的j型口内实现锁紧。

本发明所述的海洋油气田水下管路去污器检测装置，在工厂装配时，预先将内部信号处理模块封装在电子舱内，再将被动声呐传感器12安装在电子舱底座6的底部下方，并安装保护套5。

在水下安装时，需利用rov携带检测仪组件4至海底指定位置进行安装作业，如图5所示。检测仪组件4通过电缆接头10连接有电缆及湿式电插头，可盘放于专用吊篮内，预先吊放于海底待安装位置附近，或直接由rov携带下水。rov机械臂抓取rov操作手柄11，将检测仪组件4对接安装在安装基座3上。安装到位后，旋转一定的角度，将锁紧销8转动至导向罩13的j形开口锁紧槽的j型口内，防止检测仪组件4脱落掉出。

当检测完毕后，需要回收检测仪组件4。此时，rov反向旋转检测仪组件4，待锁紧销8脱出j形开口锁紧槽的j型口后，即可拉出检测仪组件4，继续安装至下一个检测位置，或直接回收至水面结束作业。

本发明所述的海洋油气田水下管路去污器检测装置，采用被动声呐传感器12监测水下管路1内因去污器2作业产生的声信号(不论采用何种类型的去污器，进行去污作业时都会产生振动、噪声等声信号)，进而通过信号处理模块对背景噪声进行过滤，得到去污器2经过水下管路1时的功率信号，即可判断去污器2是否通过某一指定的管路位置。

综上所述，本发明提供的海洋油气田水下管路去污器检测装置，可快速的对水下管路内去污器的通行状态进行检测；通过设置一个或多个安装基座，即可判断去污器是否通过及何时通过某一关键管段(如三通、弯头、阀门及其它易导致卡堵的管段)，从而对去污作业中可能的卡堵情况及时做出判断，并分析卡堵位置，及时进行干预。

与现有技术相比，本发明无需在管路上开孔，有效避免可能造成的油气泄漏，以及需要增加的密封措施；且对去污器类型无限制，无论是全塑料、泡沫材料、金属材料制成的去污器，还是复杂的智能型去污器，皆可检测其作业产生的声信号，准确率高，误报、漏报可能性小。

本发明结构简单，操作方便，易于维护，各零部件加工简便，能快速给出检测结果，减少现场油田的作业时间，提高现场作业效率，节省安装船或安装平台的使用费用，降低成本。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。