一种海底管道充沙袋基础浮帘群冲刷防护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种海底管道冲刷防护装置。目的是提供一种海底管道充沙袋基础浮帘群冲刷防护装置，该装置应具有结构简单、易于水下施工、成本低廉、保护效果好的特点，可适用于各种海床及水流条件。技术方案是：一种海底管道充沙袋基础浮帘群冲刷防护装置，其特征在于：该装置包括充沙袋基础以及设置在充沙袋基础上的浮帘群；所述充沙袋基础包括由柔性复合土工布制成的袋体，袋体的顶部设有充沙口，袋体内部装填压载沙，袋体横截面的形状为顶角是钝角的等腰三角形；所述浮帘群包括若干沿着充沙袋基础的长度方向排列的柔性浮帘，每个柔性浮帘包括底部边沿与充沙袋基础的顶部中线固定的帘布以及设置在帘布顶部的浮体。

【技术实现步骤摘要】
一种海底管道充沙袋基础浮帘群冲刷防护装置
本技术涉及一种海底管道冲刷防护装置，尤其涉及一种利用充沙袋作为基础的浮帘群海底管道冲刷防护装置。
技术介绍
海底管道的正常运行是海上油气田安全生产的重要保证。海底管道铺设以及其它人类活动会影响海底管道海域海床与海底潮流的动力平衡，造成管道海域海床冲刷或管道周边局部海床冲刷，导致海底管道出现悬跨架空，当悬跨达到一定程度时，管道失去有效地支撑，加上水动力荷载引起的管道涡激振动，使得管道因疲劳破坏而发生管道断裂和油气泄露，导致经济损失和生态环境破坏，因此开发新型、高效、经济的海底管道冲刷防护技术具有重要的工程应用价值。目前对于海底管道常用的防护方法有水下抛石、沙包堆垒、混凝土沉排垫、人工草及柔性板群等技术。水下抛石、沙包堆垒方法虽然较易于施工，但由于抛石、沙包等固态物体的存在，周边会出现“二次冲刷”问题，会造成临近段管道出现悬空；混凝土沉排垫虽然防护效果较好，但是海床出现淘刷时，混凝土成排将压载到管顶，不利于管道安全与稳定，同抛石、沙包技术，防护边缘会有“二次冲刷”问题出现；近年来发展起来的人工草、仿生海藻等柔性防护技术，能有效避免二次冲刷问题，但由于人工草、仿生海藻在强水流作用下易于倒伏，使得阻流和泥沙沉积效果变差，防护效果不够好，柔性板群提高了阻力效果和抗倒伏能力，但其基础固定方面难度大、价格高，底部防护效果可靠性不高。上述海底管道防护技术要求海床具有一定承载力(锚固力)，并且都存在水下施工难的问题。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述
技术介绍
中的不足，提供一种海底管道充沙袋基础浮帘群冲刷防护装置，该装置应具有结构简单、易于水下施工、成本低廉、保护效果好的特点，可适用于各种海床及水流条件。本技术的技术方案是：一种海底管道充沙袋基础浮帘群冲刷防护装置，其特征在于：该装置包括充沙袋基础以及设置在充沙袋基础上的浮帘群；所述充沙袋基础包括由柔性复合土工布制成的袋体，袋体的顶部设有充沙口，袋体内部装填压载沙，袋体横截面的形状为顶角是钝角的等腰三角形；所述浮帘群包括若干沿着充沙袋基础的长度方向排列的柔性浮帘，每个柔性浮帘包括底部边沿与充沙袋基础的顶部中线固定的帘布以及设置在帘布顶部的浮体。所述袋体内部分为若干充沙仓，这些充沙仓沿着充沙袋基础的长度方向排列并且相互独立。所述每个充沙仓的顶部设置至少一个充沙口以及至少一个柔性浮帘，并且相邻柔性浮帘之间保持一定的间距。所述充沙袋基础的宽度为10-20m并且高度为0.5-2.0m。所述帘布的宽度为3-8m并且高度为1-5m。所述浮体为浮筒或浮球。本技术的有益效果是：本装置布设于海底管道上方；充沙袋基础作为保护海床的主动防冲，其外形经过优化设计，可以减少装置对防护周边的海流及海床扰动，有效保护海底管道附近海床免于冲刷，从而减小“二次冲刷”，提高防护效果，同时结构稳定，能有效减缓落锚对海底管道撞击影响；浮帘群作为降低底部海流流速的减速防冲，帘布在水中自然展开并能随着水流摆动，水流经过时受到阻挡会从帘布顶部和间隙内绕流，使得附近水流流速降低，容易形成泥沙淤积，发挥了导流促淤的效果；本装置解决了现有防护技术中施工难度大、费用高、防护效果差的问题，提高了海底管道保护方法的经济学和可靠性。附图说明图1是本技术的立体结构示意图。图2是本技术的主视结构示意图。图3是本技术的俯视结构示意图。图4是本技术的实施方式示意图。具体实施方式以下结合说明书附图，对本技术作进一步说明，但本技术并不局限于以下实施例。如图1所示，一种海底管道充沙袋基础浮帘群冲刷防护装置，包括充沙袋基础以及设置在充沙袋基础上的浮帘群。所述充沙袋基础包括袋体1，袋体上设有充沙口10，袋体内部装填压载沙(泥沙)。所述袋体内部设置多个隔布(图1中虚线所示)从而分隔出若干个相互独立的充沙仓，这些充沙仓沿着充沙袋基础的长度方向(图3的竖直方向)布置，每个充沙仓的顶部设置至少一个充沙口，充沙口与充沙仓连通。采用抽沙泵由充沙口袋内充填水沙混合物，水由土工布孔隙渗出，泥沙留在袋体内部完成装填压载沙，袋体在充沙过程中自动充分展开；最后将充沙口封闭(可用带绳将充沙口捆扎封闭)。当袋体内部装满压载沙时成为充沙袋基础，袋体的横截面(垂直于长度方向的截面)形状以及每个充沙仓的横截面形状均为等腰三角形，该等腰三角形的顶角是钝角，顶角的大小为140-170度，充沙袋基础上则形成两个对称的斜面作为迎流面。所述充沙袋基础的尺寸根据管道的保护范围而定，通常情况下，宽度(图2的水平方向)为10-20m，约为10-20倍的海底管道管径，高度(图2的竖直方向)为0.5-2.0m，约为2-5倍海底管道管径，长度(图3的竖直方向)则以方便施工为准。所述袋体(包括隔布)为高强度、耐腐蚀的具有透水性的柔性复合土工布制成。所述充沙袋基础的袋体通过预先设计，经过充沙后袋体的横截面呈等腰三角形，顶部为大钝角且两侧的迎流面与水平面夹角为小锐角，可以降低底部海流的阻力；当海流V经过迎流面时会产生向下的作用力F(图4所示)，从而提高基础稳定性，还能减小对防护边缘位置海流的扰动以及对防护边缘附近海床土体的扰动和淘刷。所述充沙袋基础为装填压载沙的袋体，具有一定的变形能力可以自动适应海床冲刷，对海床压载较为均匀，不会导致海床受力集中而造成局部海床凹陷变形，能适用于各种承载力的海床基础。所述充沙袋基础布设在海底管道上，由于充沙袋基础的中部位置最厚实，应保证充沙袋基础的中线与海底管道的长度方向位于同一竖直平面中，当落锚撞击充沙袋基础时可以有效减缓撞击影响，最大程度保护海底管道。所述浮帘群包括若干柔性浮帘，这些柔性浮帘沿着充沙袋基础的长度方向排列(每个充沙仓的顶部设置一个或数个柔性浮帘)。每个柔性浮帘包括帘布2与浮体3，帘布的底部边沿固定在充沙袋基础的顶部中线位置，浮体则固定在帘布的顶部，浮体可以是浮筒也可以是浮球。所述帘布的宽度为3-8m并且高度为1-5m。所述帘布由高强度、耐腐蚀的柔性布制成，浮体由具有一定浮力和一定强度的耐腐蚀材料制成。所述帘布的底部边沿采用缝制的方式包裹在袋体中，增大了帘布与袋体的连接面积，保证了连接强度。在浮体浮力作用下帘布在水中自然展开，能保证在一定流速条件下帘布不会发生倒伏，具有一定抗倒伏能力，因此可以阻挡往复潮流、减缓底部海流流速的作用，实现减小冲刷、增加淤积的功能，需要控制帘布后方的扰流回流区不超出充沙袋基础顶部的迎流面区域。本防护装置需要在工厂预先制作(拼接好袋体与浮帘群)，然后运到现场进行施工，具体施工方法为：将袋体平铺在海底管道9上方，并对浮体进行配重压载，然后对袋体进行水下充沙(取自附近的泥沙)，充沙完成后使用盖子关闭充沙口或者使用绳索扎紧充沙口，袋体成为稳定的充沙袋基础，最后去除配重，浮体上浮后浮帘群展开。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海底管道充沙袋基础浮帘群冲刷防护装置，其特征在于：该装置包括充沙袋基础以及设置在充沙袋基础上的浮帘群；所述充沙袋基础包括由柔性复合土工布制成的袋体(1)，袋体的顶部设有充沙口，袋体内部装填压载沙，袋体横截面的形状为顶角是钝角的等腰三角形；所述浮帘群包括若干沿着充沙袋基础的长度方向排列的柔性浮帘，每个柔性浮帘包括底部边沿与充沙袋基础的顶部中线固定的帘布(2)以及设置在帘布顶部的浮体(3)。

【技术特征摘要】
1.一种海底管道充沙袋基础浮帘群冲刷防护装置，其特征在于：该装置包括充沙袋基础以及设置在充沙袋基础上的浮帘群；所述充沙袋基础包括由柔性复合土工布制成的袋体(1)，袋体的顶部设有充沙口，袋体内部装填压载沙，袋体横截面的形状为顶角是钝角的等腰三角形；所述浮帘群包括若干沿着充沙袋基础的长度方向排列的柔性浮帘，每个柔性浮帘包括底部边沿与充沙袋基础的顶部中线固定的帘布(2)以及设置在帘布顶部的浮体(3)。2.根据权利要求1所述的海底管道充沙袋基础浮帘群冲刷防护装置，其特征在于：所述袋体内部分为若干充沙仓，这些充沙仓沿着充沙袋基础的长度方向排列并...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨元平，曾剑，张芝永，陈刚，
申请(专利权)人：浙江省水利河口研究院，
类型：新型
国别省市：浙江,33