本专利属于实验装置技术领域，涉及一种波流耦合作用下的水下油相管道泄漏与扩散实验装置，包括控制单元，依次连接的油品罐、缓冲罐、实验模块、测量单元和储油罐；实验模块包括对照实验管路和水下油相扩散实验管路，水下油相扩散实验管路包括经第一输油管路依次连接的第一单向阀、第一旋转接头、水下泄漏单元、第二旋转接头及第二单向阀；水箱内设有埋地层，第一旋转接头、水下泄漏单元及第二旋转接头设置在埋地层中；在水箱的前端放置有推波板和波高仪，推波板经伺服电机与控制单元连接；波高仪连接至控制单元；在水箱末端设置消波区。解决了目前实验装置模拟仿真不真实，无法提供准确的理论参考的问题。

技术领域

本实用新型属于实验装置技术领域，具体涉及一种波流耦合作用下的水下油相管道泄漏与扩散实验装置。

背景技术

在长期服役的过程中，海底管道处于十分恶劣的环境，管道结构易受到波浪、海流、潮汐、腐蚀等环境作用，以及巨大的自然作用，如海底地震、海床移动等，易发生管道失效事故。海底管道泄漏事故一旦发生，由于远离陆地，海况复杂，很难控制事态发展和搜救遇险人员，泄漏油品在上升、扩散的过程中会直接污染海水水质，对周围的海洋生物造成危害，泄漏后漂浮在海面的油品还会对海洋生态环境造成严重的破坏。目前实验室有关水下管道泄漏与油品扩散方面的实验研究，主要集中在小尺度实验，多考虑静水条件下的。实际海洋环境更为复杂，以往的工作未考虑到波海流耦合条件下的管道泄漏情况的实验，尤其忽略了海浪洋流条件下的水下埋地原油管道泄漏实验研究。因此，现有的实验装置模拟仿真不真实，无法提供准确的理论参考。

实用新型内容

本专利的目的在于提供一种波流耦合作用下的水下油相管道泄漏与扩散实验装置，解决了目前实验装置模拟仿真不真实，无法提供准确的理论参考的问题。

本专利是通过以下技术方案来实现：

一种波流耦合作用下的水下油相管道泄漏与扩散实验装置，包括控制单元，依次连接的油品罐、缓冲罐、实验模块、测量单元和储油罐；

实验模块包括对照实验管路和水下油相扩散实验管路，水下油相扩散实验管路设置在水箱内，水下油相扩散实验管路包括经第一输油管路依次连接的第一单向阀、第一旋转接头、水下泄漏单元、第二旋转接头、第二单向阀，第一输油管路和对照实验管路汇总后与测量单元连接；

水箱内设有埋地层，第一旋转接头、水下泄漏单元及第二旋转接头设置在埋地层中；

在水箱的前端放置有推波板和波高仪，推波板经伺服电机与控制单元连接；波高仪连接至控制单元；

在水箱末端设置消波区。

进一步，缓冲罐上安装有第一压力表。

进一步，缓冲罐与实验模块之间连接有与控制单元分别连接的第一电磁阀、第一涡轮流量传感器和第二压力表。

进一步，测量单元包括与控制单元分别连接的第三单向阀、第三压力表、第二涡轮流量传感器及第二电磁阀。

进一步，第三单向阀采用双向可变式单向阀。

进一步，埋地层由泥沙构成，用于埋地管道泄漏模拟。

进一步，消波区由沙子组成的倾斜坡面。

进一步，水箱上边布设有相机。

进一步，水下泄漏单元包括泄漏管上部法兰、泄漏孔片、泄漏管下部法兰，泄漏孔片通过泄漏管上部法兰和泄漏管下部法兰固定在泄漏管上，在泄漏孔片上开有泄漏孔。

进一步，旋转装置包括驱动装置、承动装置和夹持件，驱动装置包括驱动电机和驱动轴，承动装置包括承动转轴和轴承，驱动轴与承动转轴通过夹持件连接；夹持件包括左半夹持件和右半夹持件；

驱动轴与左半夹持件连接，承动转轴一端与右半夹持件连接，另一端通过支撑在轴承中；在夹持件上夹持有圆板。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本专利公开了一种波流耦合作用下的水下油相管道泄漏与扩散实验装置，在水箱中增加了推波板和波高仪，能够模拟波流耦合条件下的管道泄漏和油品扩散情况，能够与实际海洋环境更加接近，解决了传统实验室相似实验考虑海洋环境单一情况；能够满足实验室当前在水下油相管道泄漏与扩散方面的研究需求，为数值仿真提供验证途径，提高水下油品泄漏扩散机理与后果预测的准确度，为管道监测及事故后处理提供科学理论参考；在水箱末端设置消波区，实际海洋环境不存在反射波，因此通过消波区消除反射波的影响，从而模拟出最真实的海洋环境；设置埋地层能够观测管道发生泄漏事故时海泥孔隙率对原油泄漏扩散运移规律的影响；当旋转装置转动至竖直状态时，泄漏管打开，油相从泄漏单元流出；当旋转装置转动至水平状态时，泄漏单元关闭，通过旋转装置来控制泄漏单元。该装置可用于模拟海底管道波流耦合环境条件下的泄漏，与实际海洋环境更为相似，实验过程简单易操作。