[发明专利]水下检测设备

说明书

技术领域

本发明涉及水下检测设备，例如涉及用于检测由水下设施和海底区域引起的泡泡的存在的水下检测设备。而且，本发明涉及使用用于检测泡泡的存在的前述设备的方法。此外，本发明涉及记录在机器可读介质上的软件产品，其中，软件产品在计算硬件上可执行用于实现前述方法。

背景技术

已知的是，泡泡在液体中出现。而且，已知的是，由于有机植物腐烂导致沼气，泡泡在例如在沼泽和水池中的被水覆盖的区域中自然地产生。也许不太理解的是，尽管泡泡也在海洋环境中自然地生成，但鉴于看起来混沌的海洋表面波运动没有注意到泡泡。在海洋环境中，泡泡的形成可以表示海底下面发生的例如沿着构造断层线的地质裂缝、地质过程如热水泉等的各种过程。

如图1所示，当在海洋环境10中执行气体和/或石油的海底钻探时，钻孔20钻进地质构造30中，地质构造30具有形成海底40的上表面。通常是使用钢衬管50衬着钻孔20。在深水安装中，通常也是使用阀装置60在海底40处盖在衬管50上。由于其表面类似于针叶树的向上锥形形式，阀装置60经常被称为“圣诞树”。空间上邻近钻孔20的地质构造30实质上往往是多孔的，并且不能经受住衬管50内产生的高压，尤其当由钻孔20截取的石油和/或气体储备70处于其生产的早期阶段和处于高内压下时。在来自石油和/或气体储备的生产的后期阶段，往往需要将流体以相当大的压力注入到石油和/或气体储备70中，这引起由衬管50经受的高内压。例如当使用浮油和/或气体生产平台时，阀装置60使得软管能够经由阀装置60附接至衬管50。

如在2010年墨西哥湾中的深水地平线(Deep Water Horizon)事故中经历的，衬管50可能泄露或甚至断裂。这样的断裂可以由制造衬管50所利用的材料中的制造缺陷引起，或可以由衬管50在操作期间被加压超过其设计等级(例如通过施加以产生来自石油和/或气体储备70的较大的生产率的过压)引起。当衬管50断裂时，来自钻孔20的流体泄漏到地质构造30的相邻区域中，并且往往经历钻孔20内的压力降低。最后，来自衬管50中的断裂的流体渗漏到海底40，并且表现为在海底40的广阔区域上的偶然泡的涌现。鉴于海底40处的光可见性往往被颗粒物质模糊，尤其当存在扰乱海底40上的沉积物的活动时，这些偶然泡有时难以使用常规的技术来检测。已知原油在变得降压时出溶泡泡，并且在靠近钻孔20的地质构造30内生成的这样的出溶气可以潜在地扰乱海底40上的颗粒物质，因此导致光学模糊。

类似的考虑也适于石油和/或气体的水下管道，水下管道在很多年的使用之后，可以形成偶然的缺陷，例如“针孔”，从该“针孔”处可以发生气体泄漏。非常期望检测小的泄露并且在它们发展成导致重大环境危害的主要泄露之前修复它们。然而，在与图1类似的情形中，在光被模糊的条件中检测海底40的广阔的区域上的偶然泄露是潜在要解决的难的技术问题。

根据上文应当理解的是，需要能够在海洋环境10中操作并且在可能导致上述光模糊的颗粒物质的同时存在下检测由海底40的广阔区域引起的泡泡的强力设备。

US 2003/0056568 A1公开了一种通过在海底配置本地探针以及在探针附近的水中产生泡并且检测泡，以及估计水中溶解气的浓度，并且与附近海底气体渗漏比较来检测海底气体渗漏的方法。

GB 2176604 A公开了通过使用安装在管道外部的无源和有源声纳检测系统的气体泄漏的声学检测。

发明内容

本发明设法提供一种可操作地以可靠的方式收集和检测水生环境中的一个或更多个泡泡的改进的设备。

根据本发明的第一方面，提供了一种如所附权利要求1中所限定的水下检测设备，提供一种用于检测水生环境内的一个或更多个泡泡的存在的水下检测设备，其特征在于，所述设备包括第一结构，所述第一结构包括用于限定区域的下部外围边缘，所述设备可操作地在所述区域上收集所述一个或更多个泡泡；第二结构，所述第二结构用于将容纳在由所述下部外围边缘限定的所述区域内的所述一个或更多个泡泡空间地集中到检测区中；以及检测装置，所述检测装置用于检测在操作中通过所述泡泡集中结构集中进入到所述检测区中的所述一个或更多个泡泡并且生成表示所述一个或更多个泡泡穿过所述检测区的输出信号(S2)。

本发明具有优势在于，所述水下检测设备可操作地收集水生环境内的潜在广阔区域上的一个或更多个泡泡，并且以对于水生环境内的颗粒污染有效的方式来检测泡泡。

可选地，所述设备适用于检测下列中的至少一种：一个或更多个气泡、一个或更多个油泡。“油”在此可以被解释为包括广泛的流体烃类材料。