CN213363837U - 一种深海混输立管用光纤传感器固定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种深海混输立管用光纤传感器固定装置，包括卡箍固定装置、传感器定位块和光纤线缆，卡箍固定装置固定在立管上，包括两个半圆型金属卡箍，传感器定位块设置在卡箍固定装置上，光纤线缆中刻录有光栅点，其通过传感器定位块固定。本方案通过通过卡箍固定装置将布设有光纤传感器的光纤线缆固定在立管上，实现对光纤传感器的安装固定，该结构设计不仅能够实现光纤传感器的快速安装、固定及一体化布放回收，而且可有效降低施工难度、提高施工效率，保证施工人员的安全。

Description

一种深海混输立管用光纤传感器固定装置

技术领域

本实用新型涉及一种深海混输立管光纤传感器的固定装置，实现光纤传感器的快速安装，可有效提高整体安装效率。

背景技术

全球已探明的海洋油气资源中，深水/超深水海域资源储量巨大，这也促使海洋油气开发向着深水/超深水进军。例如水深超1000米的海底中油气资源占总储量的90％以上。深水混输立管作为深水油气开发的关键性设施，除长期受到复杂海流、海水腐蚀及台风等恶劣环境影响外，还需抵抗超高水压，在其运行期间极易发生疲劳累积损伤，一旦结构发生损伤，势必造成重大的经济损伤，严重影响作业人员的安全，因此深海混输立管的健康监测问题逐渐引起了业界的重视。

近年来，分布式光纤技术因其高线性度、高灵敏度以及长距离输送信号等优点被广泛应用到实际工程结构的温度、应变/应变监测中，同时也为深海混输装备的健康监测提供了可靠的技术支撑。通过在深海混输立管布置应变、振动等光纤传感器，可实时显示深海采矿过程中立管结构的动力特征响应，构建相关的状态监测/预警技术可以实现深海混输立管的状态监测/早期预警。深水/超深水海域海洋环境恶劣，海试窗口期短，如何实现光纤传感器的快速安装和布放是限制深海混输立管监测的一大难题。

现行的光纤传感器固定方式有粘贴结构表面和预埋结构内部两种方式。此类方法的不足之处是某一光纤传感器发生故障、失效，将直接影响整条光纤线缆的测试传输，从而导致整个测试设备的失效。同时此类方法传感器的维修、更换难度极大。

亟需提出一种快速高效光纤传感器的固定方案，实现深海混输立管的快速布放和回收；保证光纤传感器的安全，提高固定和布放效率。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的粘贴或预埋传感器所存在的缺陷，提出一种深海混输立管用光纤传感器固定装置。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：一种深海混输立管用光纤传感器固定装置包括卡箍固定装置、传感器定位块和光纤线缆；所述卡箍固定装置包括两个半圆型金属卡箍，半圆型金属卡箍边缘设有翼板，所述光纤线缆中刻录有光栅点，光纤线缆通过传感器定位块实现定位，传感器定位块设置在卡箍固定装置上，卡箍固定装置固定在立管上。

进一步的，所述传感器定位块包括下部托块和上部压块，下部托块固定设置在半圆型金属卡箍的外弧面，下部托块上开设有下部托块凹槽，上部压块开有上部压块凹槽，下部托块凹槽和上部压块凹槽与光纤线缆外径相贴合。

进一步的，所述翼板上开设螺孔，两个半圆型金属卡箍通过螺栓固定连接。

进一步的，所述两个半圆型金属卡箍的一侧通过合页连接，另一侧通过锁扣结构连接。

进一步的，所述下部托块和上部压块上设置有相对应的螺孔，通过螺栓固定连接。

进一步的，所述下部托块和上部压块的一侧通过合页铰接连接，另一侧通过螺栓固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

本方案所提出的传感器固定装置通过设计卡箍固定装置，卡箍固定装置上设置传感器定位块，通过卡箍固定装置将布设有光纤传感器的光纤线缆固定在立管上，实现对光纤传感器的安装固定，该结构设计不仅能够实现光纤传感器的快速安装、固定及一体化布放回收，而且可有效降低施工难度、提高施工效率，保证施工人员的安全。

附图说明

图1为本实用新型实施例光纤传感器固定装置安装示意图；

图2为本实用新型实施例所述卡箍固定装置示意图；

图3为本实用新型实施例所述传感器定位块示意图；

图4为图3中下部托块示意图；

图5为图3中上部压块示意图；

图6为本实用新型实施例布放准备阶段示意图；

图7为本实用新型实施例布放过程中立管安装阶段示意图；

图8为本实用新型实施例布放过程中固定装置安装阶段示意图；

图9为本实用新型实施例一体化下放阶段示意图；

其中，1、立管；2、卡箍固定装置；3、传感器定位块；4、光纤线缆；21、半圆型金属卡箍；31、下部托块；32、上部压块；321、上部压块凹槽；311、下部托块凹槽。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例。

本实施例提出一种深海混输立管用光纤传感器固定装置，如图1和图2所示，所述固定装置包括卡箍固定装置2、传感器定位块3和光纤线缆4，卡箍固定装置2固定在立管1上，包括两个半圆型金属卡箍21，半圆型金属卡箍21边缘设有翼板，通过在翼板上开设螺孔并用固定螺栓进行固定连接；所述传感器定位块3设置在卡箍固定装置2上，光纤线缆4通过传感器定位块3固定，如图3-5所示，所述传感器定位块3包括下部托块31和上部压块32，下部托块31焊接固定到金属卡箍外弧面，下部托块31和上部压块32上设置有相对应的螺孔，通过螺栓进行固定连接；继续参考图4和图5，下部托块31上开设有下部托块凹槽311，上部压块开有上部压块凹槽321，下部托块凹槽311和上部压块凹槽321用于贴合固定光纤线缆4，光纤线缆4中刻录有光栅点(光纤传感器)，用于测量立管的应变/应变数据。

本实施例中，所述卡箍固定装置2的两个半圆形金属卡箍21的一侧除了采用上述螺栓方式连接外，亦可采用其他连接方式，比如，将半圆型金属卡箍21的一侧通过合页等连接结构铰接，另一侧通过锁扣结构等实现快速固定，锁扣结构和合页为直接购买产品，现有技术中多有应用，在此不做详细阐述；同理，对于下部托块31和上部压块32来说，除了采用螺栓固定连接方式外，亦可采用其他可实现方式，比如，下部托块31和上部压块32的一侧铰接连接，另一侧可张开，将光纤线缆4定位后，再讲下部托块31和上部压块32进行固定。

下面结合固定装置的布放流程对本实施例做进一步的说明，如图6-图9所示，采用准备、立管安装、固定装置安装、一体化下放4个阶段循环布放，具体为：

(1)准备阶段：安装船舶驶至作业海域，系泊定位；将立管快速接头安装于安装船舶甲板穿越孔上方预定高度处；

(2)立管安装阶段：利用甲板吊机将立管吊起，使立管轴线与快速接头装置安装孔轴线位于同一垂线上，缓缓下放立管，至待安装立管下部接头与已安装立管上部接头正好对接时停止，启动快速接头装置，实现待安装立管与已安装立管的快速连接；

(3)固定装置安装阶段：通过高强螺栓穿过卡箍翼板螺孔连接锁紧，将半圆型金属卡箍固定在立管中部位置；

(4)一体化下放阶段：利用甲板吊机使立管下放，光纤线缆随立管下放，当立管上部接头下放至距甲板预定高度时停止，甲板吊机撤离并恢复至安装前位置，准备下节立管与固定装置的布放。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种深海混输立管用光纤传感器固定装置，其特征在于，包括卡箍固定装置(2)、传感器定位块(3)和光纤线缆(4)；

所述卡箍固定装置包括两个半圆型金属卡箍(21)，半圆型金属卡箍(21)边缘设有翼板，所述光纤线缆(4)中刻录有光栅点，光纤线缆(4)通过传感器定位块(3)实现定位，传感器定位块(3)设置在卡箍固定装置(2)上，卡箍固定装置(2)固定在立管(1)上。

2.根据权利要求1所述的深海混输立管用光纤传感器固定装置，其特征在于：所述传感器定位块(3)包括下部托块(31)和上部压块(32)，下部托块(31)固定设置在半圆型金属卡箍(21)的外弧面，下部托块(31)上开设有下部托块凹槽(311)，上部压块开有上部压块凹槽(321)，下部托块凹槽(311)和上部压块凹槽(321)与光纤线缆(4)外径相贴合。

3.根据权利要求1所述的深海混输立管用光纤传感器固定装置，其特征在于：所述翼板上开设螺孔，两个半圆型金属卡箍(21)通过螺栓固定连接。

4.根据权利要求1所述的深海混输立管用光纤传感器固定装置，其特征在于：所述两个半圆型金属卡箍(21)的一侧通过合页连接，另一侧通过锁扣结构连接。

5.根据权利要求2所述的深海混输立管用光纤传感器固定装置，其特征在于：所述下部托块(31)和上部压块(32)上设置有相对应的螺孔，通过螺栓固定连接。

6.根据权利要求2所述的深海混输立管用光纤传感器固定装置，其特征在于：所述下部托块(31)和上部压块(32)的一侧通过合页铰接连接，另一侧通过螺栓固定连接。

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