[发明专利]一种水下管道原油泄漏扩散相似模型实验装置及方法

权利要求书

1.一种水下管道原油泄漏扩散相似模型实验装置，其特征在于，包括：

原油泄漏控制与监测系统，包括气源罐，所述气源罐的输出端经管路依次连接驱动泵、缓冲罐和原油泄漏释放器，所述原油泄漏释放器与所述气源罐的顶部经管路连接，用于相似模拟不同工况条件下海底管道原油泄漏扩散情况；

水流模拟系统，包括实验水池，所述原油泄漏释放器设置在所述实验水池内，用于模拟海水流动特征参数，以及泄漏扩散工况条件下，海底管道原油泄漏后在水中的运动轨迹和扩散特征；

原油排放回收系统，分别与所述原油泄漏控制与监测系统和所述水流模拟系统连接，用于回收实验过程中产生的原油。

2.如权利要求1所述实验装置，其特征在于，所述原油泄漏控制与监测系统还包括：

第一控制阀，设置在所述气源罐的输出端的管路上；

第二控制阀，设置在所述缓冲罐与所述原油泄漏释放器之间的管路上；

第三控制阀和第四控制阀，所述第三控制阀与所述第四控制阀串联设置在所述原油泄漏释放器与所述气源罐之间的管路上；

通过所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀和所述第四控制阀保持所述气源罐在原油输送时处于畅通状态；

位于所述原油泄漏释放器的两端还分别设置有第一安全阀和第二安全阀；所述第一安全阀的一端与所述原油泄漏释放器的一端连接，所述第二安全阀的一端与所述原油泄漏释放器的另一端连接；所述第一安全阀的另一端分别与第三安全阀的一端和所述第二控制阀连接，所述第二安全阀的另一端分别与所述第三安全阀的另一端和所述第三控制阀连接。

3.如权利要求1所述实验装置，其特征在于，所述原油泄漏控制与监测系统还包括第一压力表、第一流量计、第二压力表、第三压力表、第一水流流速计、第二水流流速计和波速仪；

位于所述缓冲罐与所述第二控制阀之间的管路上设置有所述第一压力表和所述第一流量计，用于监测原油的压力和流速；

位于所述原油泄漏释放器的两端，分别并联设置有所述第一水流流速计和所述第二压力表，以及所述第二水流流速计和所述第三压力表，通过所述第一水流流速计和所述第二水流流速计获取所述实验水池中水流的方向和速度，通过所述第二压力表和所述第三压力表获取所述原油泄漏释放器的两端管道原油压力值；

所述波速仪通过管路并联设置在所述原油泄漏释放器上，用于获取所述原油泄漏释放器处的波浪参数。

4.如权利要求1所述实验装置，其特征在于，所述原油泄漏控制与监测系统还包括：

高速摄像机，设置在所述实验水池外部，与所述原油泄漏释放器位于同一水平线上，用于记录原油在所述实验水池的水中泄漏扩散运动，并获取照片；

计算机，与所述驱动泵、各控制阀、流量计、压力表、水流流速计和波速仪连接，用于接收各部件传输至的数据，并控制所述驱动泵和各控制阀的工作状态。

5.如权利要求1所述实验装置，其特征在于，所述水流模拟系统包括具有对称结构的两个第一子系统，两所述第一子系统分别位于所述实验水池的入口处和出口处，都包括：

过滤器，设置为两个，均设置在所述实验水池的入口处或出口处的管路上；

循环泵，设置在位于两所述过滤器之间的泵槽中；

第一闸阀和第二闸阀，分别设置在靠近所述过滤器的外侧的管路上；

隔油栅，设置为两个，间隔设置在紧邻所述实验水池的入口处或出口处，位于所述过滤器与所述实验水池之间；

原油泄放口，设置在两所述隔油栅之间的管路上；

造浪板，设置在所述实验水池内，位于所述实验水池的两端。

6.如权利要求5所述实验装置，其特征在于，所述水流模拟系统还包括：

第一泄放闸阀，分别设置在所述实验水池的两端；

第二泄放闸阀，设置在所述实验水池的入口处所述第一子系统与出口处所述第一子系统之间的管路上。