新型管路及用于海底的流體輸送管路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種新型管路及用于海底的流體輸送管路。
【背景技術(shù)】
[0002]在長(zhǎng)距離油氣傳輸時(shí)，海底管路鋪設(shè)通常使用專門的鋪設(shè)船實(shí)現(xiàn)連續(xù)鋪設(shè)，管路直接附著在海床上。由于海床平面的不規(guī)則，管道只有在某些局部點(diǎn)位與海床進(jìn)行接觸，這樣容易造成海底管路在這些點(diǎn)位的應(yīng)力集中，這些集中應(yīng)力和管道內(nèi)部壓力產(chǎn)生的管道應(yīng)力相疊加，比其他非接觸點(diǎn)更容易使產(chǎn)生管路破裂。另外，在這些局部接觸點(diǎn)區(qū)域，管路通常是懸空的，容易受到海底洋流的涌動(dòng)而振動(dòng)或大幅度擺動(dòng)，造成提前破壞。
[0003]所以有必要在海底管路中對(duì)連續(xù)型管線在海床上的變形進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)變形大的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)提前預(yù)警。目前國(guó)際上公開的文獻(xiàn)和專利都使用光柵傳感器對(duì)管線進(jìn)行變形實(shí)測(cè)和溫度監(jiān)測(cè)，這些光柵傳感器通過光纖進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)地面和海床管線的數(shù)據(jù)交換。光柵傳感器只能對(duì)特定頻率的光波產(chǎn)生反射，光柵傳感器變形以后反射光波的特定頻率會(huì)有變化，利用反射光波頻率的變化特點(diǎn)可以測(cè)量光柵傳感器的變形。但是光柵傳感器只能對(duì)有限頻率范圍內(nèi)的光波產(chǎn)生反射，所以沿管線可布置的光柵傳感器的數(shù)量有限。另外，管路實(shí)際變形和溫度變化都同時(shí)會(huì)對(duì)光柵傳感器產(chǎn)生變形，所以對(duì)于管路實(shí)際變形的測(cè)量需要排除溫度變化的影響。在海底，溫度變化并不是恒定的，井下的溫度變化更加劇烈，得到準(zhǔn)確的管路變形實(shí)際值比較困難。同時(shí)光柵傳感器價(jià)格昂貴，光纖和光柵本身都比較脆弱，在使用和制造過程中都容易斷裂，斷裂之后再次熔接困難。這些種種弊端，制約了光纖傳感系統(tǒng)以及其他實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在海底或井下管路的鋪設(shè)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的之一是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)管路應(yīng)變及溫度變化的新型管路。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]新型管路，其特征在于，包括:
[0007]管壁；所述管壁圍成管腔；
[0008]傳感器，所述傳感器用于測(cè)量所述管壁的參數(shù)，并將所測(cè)得的參數(shù)輸出；
[0009]所述傳感器埋設(shè)于所述管壁內(nèi)。
[0010]優(yōu)選地是，所述傳感器至少包括應(yīng)變傳感器與溫度傳感器之一；所述應(yīng)變傳感器用于測(cè)量管壁的應(yīng)力變形程度；所述應(yīng)變傳感器沿所述管壁軸向設(shè)置多組；每組應(yīng)變傳感器數(shù)目為兩個(gè)以上，沿所述管壁圓周方向排列；所述應(yīng)變傳感器埋設(shè)于所述管壁內(nèi)；所述溫度傳感器用于測(cè)量管壁溫度；所述溫度傳感器沿所述管壁軸向設(shè)置多組；每組溫度傳感器數(shù)目為兩個(gè)以上，沿所述管壁圓周方向排列；所述溫度傳感器埋設(shè)于所述管壁內(nèi)。
[0011]優(yōu)選地是，每組所述應(yīng)變傳感器與每組所述溫度傳感器沿所述管壁圓周方向均勻分布O
[0012]優(yōu)選地是，所述應(yīng)變傳感器為應(yīng)變片。
[0013]優(yōu)選地是，所述溫度傳感器為熱電偶。
[0014]優(yōu)選地是，所述管壁沿徑向由內(nèi)而外包括內(nèi)膽、裝鎧層和外部保護(hù)層；所述應(yīng)變傳感器與所述溫度傳感器設(shè)置于所述裝鎧層與所述外部保護(hù)層之間。
[0015]優(yōu)選地是，還包括多個(gè)數(shù)據(jù)采集卡，所述多個(gè)數(shù)據(jù)采集卡分別與所述多組溫度傳感器和所述多組應(yīng)變傳感器通信連接。
[0016]優(yōu)選地是，所述數(shù)據(jù)采集卡為柔性數(shù)據(jù)采集卡，沿管壁圓周方向彎曲地埋設(shè)于所述管壁內(nèi)。
[0017]優(yōu)選地是，還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)，所述多個(gè)數(shù)據(jù)采集卡與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過CAN總線或TCP/IP總線通信連接；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與所述計(jì)算機(jī)通信連接。
[0018]本實(shí)用新型的目的之二是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)管路應(yīng)變及溫度變化的用于海底的流體輸送管路。
[0019]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0020]用于海底的流體輸送管路，其特征在于，包括權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的新型管路，以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和多個(gè)數(shù)據(jù)采集卡，所述多個(gè)數(shù)據(jù)采集卡分別與所述多組溫度傳感器和所述多組應(yīng)變傳感器通信連接；所述多個(gè)數(shù)據(jù)采集卡與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過CAN總線或TCP/IP總線通信連接；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與所述計(jì)算機(jī)通信連接。
[0021]優(yōu)選地是，所述數(shù)據(jù)采集卡為柔性數(shù)據(jù)采集卡，沿管壁圓周方向彎曲地埋設(shè)于所述管壁內(nèi)。
[0022]為防止CAN總線(或者TCP/IP總線)斷裂造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹袛啵珻AN總線(或者TCP/IP總線)可以設(shè)置多根，每根總線和多個(gè)數(shù)據(jù)采集卡采取互為備份同時(shí)連接、間隔布置或者任何其他方式進(jìn)行連接。
[0023]本實(shí)用新型涉及的新型管路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)同樣適用于陸地上或者聯(lián)系陸地與海洋之間用于油氣傳輸?shù)墓苈芬约昂Ｑ蠡蛘哧懙厣嫌糜谟蜌忾_采的井下連續(xù)管路。
[0024]本實(shí)用新型同樣適用于利用預(yù)埋在管壁內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集卡對(duì)應(yīng)變和溫度以外的預(yù)埋在管壁內(nèi)部的傳感器的數(shù)據(jù)測(cè)量，同時(shí)也包括利用預(yù)埋在管壁內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集卡對(duì)管壁內(nèi)或者管路內(nèi)外傳輸過來(lái)的各種數(shù)字和模擬信號(hào)的測(cè)量。本實(shí)用新型中的新型管路，傳感器產(chǎn)生的信號(hào)由同樣預(yù)埋在裝鎧層和外保護(hù)層之間的柔性數(shù)據(jù)采集卡采集，數(shù)據(jù)傳到CAN總線(或者TCP/IP總線)上，實(shí)現(xiàn)管線和地面數(shù)據(jù)的交換。根據(jù)測(cè)得的應(yīng)變結(jié)果，通過一定算法可以得到耐壓管線的空間曲率數(shù)值，進(jìn)而得到整個(gè)管路任何一點(diǎn)的空間位置。.本實(shí)用新型也同樣適用于光、電或者光電復(fù)合傳輸?shù)木€纜的外壁中預(yù)埋傳感系統(tǒng)的測(cè)量。本實(shí)用新型也同樣適用于方形或者其他非圓形管線側(cè)壁中預(yù)埋傳感系統(tǒng)的測(cè)量。
[0025]本實(shí)用新型中的新型管路，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管壁的應(yīng)力變形及溫度數(shù)值，并能夠?qū)⒈O(jiān)測(cè)數(shù)值實(shí)時(shí)傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及電腦上，通過分析可精確地獲得管壁的狀況。能夠及早地判斷管壁的風(fēng)險(xiǎn)。在管壁發(fā)生破裂時(shí)，容易修復(fù)，且修復(fù)后能夠繼續(xù)使用。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為本實(shí)用新型原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]如圖1和圖2所示，新型管路，包括管壁100。管壁100圍成管腔110。管壁110自內(nèi)而外依次包括內(nèi)膽111、裝鎧層112和外部保護(hù)層113。在裝鎧層和外保護(hù)層之間預(yù)埋傳感器，傳感器用于測(cè)量管壁的參數(shù)。所述傳感器至少包括應(yīng)變傳感器和溫度傳感器之一。沿管壁100軸向設(shè)置有多組應(yīng)變傳感器和多組溫度傳感器。每組應(yīng)變傳感器數(shù)目為多個(gè)，沿管壁100圓周方向分布，優(yōu)選為均勻分布。每組溫度傳感器數(shù)目為多個(gè)，沿管壁100圓周方向分布，優(yōu)選為均勻分布。應(yīng)變傳感器可采用應(yīng)變片102。溫度傳感器可采用熱電偶103。應(yīng)變片102、熱電偶103同時(shí)和同樣預(yù)埋在裝鎧層112和外保護(hù)層113之間的柔性數(shù)據(jù)采集卡101通信連接相連。應(yīng)變片102、熱電偶103產(chǎn)生的模擬信號(hào)經(jīng)過柔性數(shù)據(jù)采集卡101收集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由局域網(wǎng)CAN總線(或者TCP/IP總線)104傳輸?shù)降孛嫔蠑?shù)據(jù)采集系統(tǒng)105及計(jì)算機(jī)107。在操作時(shí)，預(yù)埋在每一個(gè)海床上或者井下的管路側(cè)壁內(nèi)的柔性數(shù)據(jù)采集卡被