[发明专利]海底通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括海底功率分配模块的海底通信系统，以及一种操作海底通信系统的方法。

背景技术

在海上石油和天然气生产中常常使用石油平台。在海上石油平台的操作中，可能需要在水下安装电子设备，例如以便控制海底采油树或海底防喷装置的功能。最近，正在建立海底处理设施，其中，诸如电动泵和气体压缩机之类的处理设备被重新定位到大洋底。海底处理设施能够配备有电网以及控制、监视和通信系统。

在这两个示例中，在大洋底处提供海底装置。海底装置包括能够从顶侧（topside）装置监视和/或控制的电子设备，所述顶侧装置可以包括顶侧控制系统，并且其可以基于海船（例如，舰艇或平台）或者可以基于岸上。海底装置能够例如包括井控制模块（WCM）或歧管控制模块（MCM），其可以从顶侧装置接收命令，或者其可以向顶侧装置发射信息。

在常规系统中，顶侧控制系统与海底装置的此类模块之间的通信一般基于AFSK（音频频移键控）调制解调器标准，诸如Bell 202。通过在顶侧控制系统处使用Bell 202调制解调器并在连接到相应的海底模块的海底装置处使用另一Bell 202调制解调器，能够实现以半双工的约1200波特的数据传输速率。如果若干个Bell 202海底调制解调器被连接到顶侧调制解调器，则能够针对每个海底调制解调器实现1200波特除以海底调制解调器的数目的数据传输速率。该数据传输因此是相当慢的，并且不能容易地被升级。

存在对监视和控制海底装置的增加的需求，其要求较高带宽以便在海底和顶侧装置之间传输传感器的数据和/或控制信号。更新现有基础设施（例如，海底控制模块的调制解调器和管道（umbilical）中的数据线）是非常成本密集的过程。

发明内容

相应地，存在对用较高的带宽实现数据通信且能够被成本高效地实现的改进海底通信系统的需要。

此需要由独立权利要求的特征满足。从属权利要求描述了本发明的实施例。

本发明的实施例提供了一种海底通信系统，其包括适合于被连接到顶侧装置的顶侧电源并将从顶侧电源接收到的电功率分配到海底模块的海底功率分配模块。海底通信系统还包括适合于提供与顶侧装置的数据通信的到海底功率分配模块的第一通信连接和在海底功率分配模块与海底模块之间的第二通信连接。海底功率分配模块被配置成经由第二通信连接将在第一通信连接上接收到的数据通信转送到海底模块。其还被配置成向海底模块供应电功率以用于操作海底模块。

因此能够提供经由海底功率分配模块延伸的第二通信路径。可以维持现有通信路径。相应地，当将包括此类海底功率分配模块和多个海底模块的海底装置升级时，可以出于通信和功率供应目的简单地将升级海底模块连接到海底功率分配模块，使其余通信基础设施不受影响。因此变得能够在几年的时间范围内将海底装置升级，因为可以将单独的模块升级到更快的通信技术，新的通信路径实现旧通信系统和新通信系统的共存。

在实施例中，能够用电缆来连接海底功率分配模块和海底模块，该电缆提供第二通信连接，并且还提供海底功率分配模块与海底模块之间的电源连接，海底功率分配模块使用该电源连接向海底模块供应电功率。单个电缆连接因此可能足以为海底模块供应电功率和用于数据通信的连接。

可以在电缆中的不同物理线上提供第二通信连接和电源连接。在其它实施例中，可以将同一物理线用于数据通信和功率传输，例如通过使用电力线通信方案等。在其它实施例中，可以在海底功率分配模块与海底模块之间提供两个单独的电缆。

海底通信系统可以包括第二通信连接中的两个或更多，其中将海底功率分配模块连接到一个海底模块多个海底模块的每个第二通信连接可以例如经由第二通信连接以星形拓扑连接到海底功率分配模块。海底功率分配模块能够被配置成经由相应的第二通信连接将在第一通信连接上接收到的数据通信分配给海底模块。因此可以用利用新通信路径以用于数据通信的多个新海底模块将海底装置升级。

海底功率分配模块可以例如包括用于经由两个或更多第二通信连接将在第一通信连接上接收到的数据通信分配给两个或更多海底模块的开关、访问乘法器（access multiplier）或集线器。可以将海底功率分配模块配置成根据广播方案（诸如多分支方案）来分配数据通信，或者将数据通信转送到单独模块，例如对应于点对点通信方案。