一种海底管道药剂注入装置及方法
技术领域
本发明涉及海洋工程开发海底管道领域，更具体地说，涉及一种海底管道药剂注入装置及方法。
背景技术
在新建海底管道预调试过程中进行注水作业时，为避免管道内壁腐蚀，保证后续施工过程中管道完整性，需要按照一定比例注入防腐剂、脱氧剂、杀菌剂等化学药剂。药剂注入需要依照一定的比例，过量注入会增加药剂采办成本和后续环保压力，比率过低则无法到达防腐要求。
常规浅水作业从平台或者作业船下放注水管，配合甲板清管泵和注入泵，调节流量向管道注入水和化学药剂。随着我国深水油气田开发大力发展，近年来自荔湾3-1项目投产以来后续的流花16-2项目，流花29-1项目，陵水17-2项目等一系列深水开发工程项目先后启动，深水作业的工况、限制条件、配套设备、作业方式更复杂，作业难度更大。但是现有方法如果应用在深水环境，需要极大输出压力的注入泵和昂贵的超长下水软管，还要能够深水作业的DP船舶支持，成本巨大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种海底管道药剂注入装置及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种海底管道药剂注入装置，包括文丘里管和药剂罐，所述文丘里管的入口端用于连接海水注入管道，所述文丘里管的扩散端用于连接海底管道的注水口；
所述文丘里管的喉道处设置有至少一个药剂注入口，所述药剂罐通过所述药剂注入口连接所述文丘里管。
进一步，本发明所述的海底管道药剂注入装置，所述药剂罐和所述药剂注入口之间的管道上设置有用于监测药剂流量的药剂流量计；和/或
所述药剂罐和所述药剂注入口之间的管道上设置有用于控制药剂流量的药剂阀门。
进一步，本发明所述的海底管道药剂注入装置，所述海水注入管道上设置有用于检测海水流量的海水流量计；和/或
所述海水注入管道上设置有用于控制海水流量的海水阀门；和/或
所述海水注入管道上设置有用于过滤海水中杂质的过滤器；和/或
所述海水注入管道上设置有用于监测海水注入管道内海水压力的海水压力表。
进一步，本发明所述的海底管道药剂注入装置，还包括用于运输及拆装所述文丘里管和所述药剂罐的遥控无人潜水器、以及用于远程控制所述遥控无人潜水器的控制终端。
进一步，本发明所述的海底管道药剂注入装置，所述文丘里管的喉道处设置有4个药剂注入口，4个所述药剂注入口均匀分布在所述文丘里管的喉道圆周上。
另，本发明还提供一种海底管道药剂注入方法，包括：
遥控无人潜水器接收运送指令，将文丘里管和药剂罐下放至海底管道的注水口处；
所述遥控无人潜水器接收安装指令，完成所述文丘里管和所述药剂罐的安装；
所述遥控无人潜水器接收打开指令，打开海水注入管道上的海水阀门和所述药剂罐处的药剂阀门；
所述药剂罐中的药剂随海水自动注入所述文丘里管中；
药剂注入完毕后回收所述文丘里管和药剂罐。
进一步，本发明所述的海底管道药剂注入方法，在所述遥控无人潜水器接收运送指令之前，所述方法还包括：
根据所述海底管道的防腐需求计算药剂注入流量、以及配置所述药剂并将所述药剂装入所述药剂罐中。
进一步，本发明所述的海底管道药剂注入方法，所述药剂注入完毕后回收所述文丘里管和药剂罐包括：
所述遥控无人潜水器接收关闭指令，关闭所述海水阀门和所述药剂阀门；
所述遥控无人潜水器接收拆卸指令，完成所述文丘里管和所述药剂罐的拆卸；
所述遥控无人潜水器接收返回指令，将所述文丘里管和所述药剂罐运送至海面回收处。
进一步，本发明所述的海底管道药剂注入方法，在所述药剂罐中的药剂随海水自动注入所述文丘里管中之后，所述方法还包括：
监控所述药剂的药剂流量；
根据所述药剂流量与预设药剂流量的差值调整所述药剂阀门的开度。
进一步，本发明所述的海底管道药剂注入方法，在所述药剂罐中的药剂随海水自动注入所述文丘里管中之后，所述方法还包括：
监测所述海水的海水流量；
根据所述海水流量与预设海水流量的差值调整所述海水阀门的开度。
实施本发明的一种海底管道药剂注入装置及方法，具有以下有益效果：该装置包括文丘里管和药剂罐，文丘里管的入口端用于连接海水注入管道，文丘里管的扩散端用于连接海底管道的注水口；文丘里管的喉道处设置有至少一个药剂注入口，药剂罐通过药剂注入口连接文丘里管。安装完成后打开海水注入管道上的海水阀门和药剂罐处的药剂阀门，药剂罐中的药剂随海水自动注入文丘里管中，药剂注入完毕后回收文丘里管和药剂罐。本发明利用净水压力注水的同时按照预先设定好的比率在水下自动注入化学药剂，几乎不受作业区域天气影响，无需水面支持。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一实施例提供的海底管道药剂注入装置的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的海底管道药剂注入方法的流程图；
图3是本发明一实施例提供的设备回收流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
实施例
参考图1，本实施例的海底管道药剂注入装置包括文丘里管10和药剂罐20，文丘里管10包括入口端101、喉道102、扩散端103，其中文丘里管10的入口端101用于连接海水注入管道，文丘里管10的喉道102处设置有至少一个药剂注入口104，文丘里管10的扩散端103用于连接海底管道的注水口。药剂罐20用于盛放化学药剂，该化学药剂包括防腐剂、脱氧剂、杀菌剂等化学药剂，药剂中各种成分的配比可根据海底管道的防腐需求进行配置。药剂罐20通过药剂注入口104连接文丘里管10。
本实施例的装置安装完成后，海水通过海水注入管道进入文丘里管10的入口端101，海水经过文丘里管10的喉道102进入文丘里管10的扩散端103。因文丘里管10的结构特点，由流速差可在文丘里管10的喉道102产生一个净水压力，使药剂罐20中的药剂在净水压力下被自动吸入文丘里管10中，从而实现药剂的注入。也就是说，本实施例利用，文丘里管的自然压力实现药剂的注入，不再需要外部设备将药剂依靠外力将药剂注入，大大简化了药剂注入设备。进一步，可通过控制海水流量和/或药剂流量来控制药剂和海水达到预设比例。
文丘里管10的喉道102处可设置多个药剂注入口104，多个药剂注入口104均匀分布在文丘里管10的喉道102圆周。作为选择，文丘里管10的喉道102处设置有4个药剂注入口104，4个药剂注入口104均匀分布在文丘里管10的喉道102圆周上。
作为选择，本实施例中海底管道的外径尺寸为4-24英寸。
本实施例利用文丘里管10的固有结构特点实现药剂的自动注入，几乎不受作业区域天气影响，无需水面支持。
实施例
在上述实施例的基础上，本实施例的海底管道药剂注入装置还包括用于运输及拆装文丘里管10和药剂罐20的遥控无人潜水器、以及用于远程控制遥控无人潜水器ROV的控制终端。遥控无人潜水器和控制终端可参考现有技术，本实施例不再赘述。因本实施例中药剂的注入需要一定的时间，遥控无人潜水器在完成文丘里管10和药剂罐20的运输和安装后，可执行其他任务，待药剂注入完成后再进行设备拆卸和运输，从而提高遥控无人潜水器的利用率。
一些实施例的海底管道药剂注入装置中，药剂罐20和药剂注入口104之间的管道上设置有用于监测药剂流量的药剂流量计。
一些实施例的海底管道药剂注入装置中，药剂罐20和药剂注入口104之间的管道上设置有用于控制药剂流量的药剂阀门。
一些实施例的海底管道药剂注入装置中，海水注入管道上设置有用于检测海水流量的海水流量计。
一些实施例的海底管道药剂注入装置中，海水注入管道上设置有用于控制海水流量的海水阀门，通过海水阀门调节海水的流量，控制文丘里管10中压力。
一些实施例的海底管道药剂注入装置中，海水注入管道上设置有用于过滤海水中杂质的过滤器。
一些实施例的海底管道药剂注入装置中，海水注入管道上设置有用于监测海水注入管道内海水压力的海水压力表。
本实施例利用净水压力注水的同时按照预先设定好的比率在水下自动注入化学药剂，几乎不受作业区域天气影响，无需水面支持。
实施例
参考图2，本实施例的海底管道药剂注入方法应用于上述实施例的海底管道药剂注入装置中，该方法包括：
首先根据海底管道的防腐需求计算药剂注入流量、以及配置药剂并将药剂装入药剂罐20中。该药剂包括防腐剂、脱氧剂、杀菌剂等化学药剂，药剂中各种成分的配比可根据海底管道的防腐需求进行配置。
S201、遥控无人潜水器接收运送指令，将文丘里管10和药剂罐20下放至海底管道的注水口处。
S202、遥控无人潜水器接收安装指令，完成文丘里管10和药剂罐20的安装。其中，将海水注入管道连接至海底管道的球筒或压力帽。
S203、遥控无人潜水器接收打开指令，打开海水注入管道上的海水阀门和药剂罐20处的药剂阀门。
S204、药剂罐20中的药剂随海水自动注入文丘里管10中，可通过控制海水流量和/或药剂流量来控制药剂和海水达到预设比例。
S205、药剂注入完毕后回收文丘里管10和药剂罐20。
参考图3，药剂注入完毕后回收文丘里管10和药剂罐20包括：
S2051、遥控无人潜水器接收关闭指令，关闭海水阀门和药剂阀门。
S2052、遥控无人潜水器接收拆卸指令，完成文丘里管10和药剂罐20的拆卸。
S2053、遥控无人潜水器接收返回指令，将文丘里管10和药剂罐20运送至海面回收处。
进一步，本实施例的海底管道药剂注入方法在药剂罐20中的药剂随海水自动注入文丘里管10中之后，方法还包括：
监控药剂的药剂流量；
根据药剂流量与预设药剂流量的差值调整药剂阀门的开度。
进一步，本实施例的海底管道药剂注入方法在药剂罐20中的药剂随海水自动注入文丘里管10中之后，方法还包括：
监测海水的海水流量；
根据海水流量与预设海水流量的差值调整海水阀门的开度。
一些实施例中海底管道药剂注入方法还包括：在注水过程中，可通过药剂流量计监测药剂流量。
一些实施例中海底管道药剂注入方法还包括：在注水过程中，可通过海水流量计监测海水流量。
一些实施例中海底管道药剂注入方法还包括：在注水过程中，可通过过滤器过滤海水中杂质。
一些实施例中海底管道药剂注入方法还包括：在注水过程中，可通过海水压力表监测海水注入管道内海水压力。
本实施例利用净水压力注水的同时按照预先设定好的比率在水下自动注入化学药剂，几乎不受作业区域天气影响，无需水面支持。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
