[发明专利]一种用于海底管柱的光纤分布式监测系统

说明书

本发明涉及一种用于海底管柱的光纤分布式监测系统，其特征在于，包括水下耐压仓、监测系统主体、光缆分纤箱和声学应答器；所述水下耐压仓内设置有所述监测系统主体，所述监测系统主体连接所述光缆分纤箱，所述光缆分纤箱用于将所述监测系统主体的多芯光缆进行分接得到若干传感光纤，若干所述传感光纤穿出所述光缆分纤箱径向间隔设置在待测管柱上，所述监测系统主体通过所述传感光纤实时监测和存储所述待测管柱的状态数据；所述监测系统主体还分别连接海面设备和所述声学应答器，所述声学应答器用于所述监测系统主体与所述海面设备之间的通讯，所述海面设备用于提供电能及存储所述待测管柱的状态数据，本发明可以广泛应用于海洋油气监测技术领域中。

技术领域

本发明是关于一种用于海底管柱的光纤分布式监测系统，属于海洋油气监测技术领域。

背景技术

随着经济的发展和社会的进步，人类对于能源的需求不断增加，石油和天然气作为主要的能源，深受人们关注。随着陆上油气资源的减少，人们把目光投向油气资源丰富的海洋。海洋油气开采技术发展迅速，开采区域也由近岸向远海、深海发展。对于海洋油气资源的开发，每一环节均离不开海底管柱，钻完井环节需要隔水管、油层套管、生产套管，油气集输环节需要海底管道联结海洋油气田的上游和下游，这些管柱通常处于恶劣的工作环境，腐蚀、海流、机械破坏和海床运动等因素都会造成海底管柱的破坏，为海洋油气资源的安全开发运行增添许多不确定因素。如何将海底管柱运行风险降为最低，是海洋油气资源开发所不能避免的一个问题。

海底管柱安全监测方法虽然对保障海底管道安全发挥了重要的作用，但仍然存在许多不足之处，对于远海、深海油气资源开采所采用的长距离海底管柱，如果仍利用常规监测方法进行监测，效率会很低，且这些监测方法无法实现对海底管柱的安全实时监测。目前，海底管柱监测方法通常采用漏磁监测法、涡流监测法、超声波监测法和测井仪器监测法等，但是这些监测方法普遍存在无法对海底管柱进行安全实时监测的不足，这就为海底管柱的破坏留下了隐患。且随着海洋石油开发向远海、深海发展，长距离海底管柱的应用越来越多，利用现有的监测方法，监测一次将花费很长时间，效率非常低，因此研究开发新的适用于深海环境的海底管柱监测系统势在必行。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种监测效率高且能够对海底管柱进行安全实时监测的用于海底管柱的光纤分布式监测系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于海底管柱的光纤分布式监测系统，其特征在于，包括水下耐压仓、监测系统主体、光缆分纤箱和声学应答器；所述水下耐压仓内设置有所述监测系统主体，所述监测系统主体连接所述光缆分纤箱，所述光缆分纤箱用于将所述监测系统主体的多芯光缆进行分接得到若干传感光纤，若干所述传感光纤穿出所述光缆分纤箱径向间隔设置在待测管柱上，所述监测系统主体通过所述传感光纤实时监测和存储所述待测管柱的状态数据；所述监测系统主体还分别连接海面设备和所述声学应答器，所述声学应答器用于所述监测系统主体与所述海面设备之间的通讯，所述海面设备用于提供电能及存储所述待测管柱的状态数据。

优选地，所述监测系统主体包括分布式光纤解调仪、光纤通信模块、第一继电器、第二继电器、不间断电源模块、蓄电池、电压转换模块、温度传感器和PLC控制器；所述分布式光纤解调仪上设置有所述多芯光缆，实时采集所述待测管柱的状态数据；所述分布式光纤解调仪通过所述光纤通信模块与所述海面设备进行通讯；所述分布式光纤解调仪还通过所述第一继电器并联连接所述不间断电源模块和蓄电池，所述不间断电源模块并联连接所述蓄电池和海面设备，所述不间断电源模块用于将所述海面设备提供的交流电转换为直流电并对所述蓄电池进行充电；所述不间断电源模块和蓄电池均依次通过所述第二继电器和电压转换模块连接所述光纤通信模块，所述电压转换模块用于将所述不间断电源模块或蓄电池提供的直流电转换为供所述光纤通信模块使用的直流电；所述温度传感器用于实时监测所述水下耐压仓内的温度数据；所述PLC控制器分别电连接所述第一继电器、第二继电器、不间断电源模块、蓄电池、温度传感器和声学应答器。