[发明专利]一种基于海底基盘的钻探钻井气体监测系统及其监测方法

说明书

本发明公开了一种基于海底基盘的钻探钻井气体监测系统及其监测方法，包括钻探船、水上甲板单元、绞车、钻杆、海底基盘、水下监测单元和光电复合缆，所述水上甲板单元和绞车设置于钻探船的上部，所述钻杆设置于钻探船的内部，所述钻杆和钻探船进行连接，所述光电复合缆设置于钻杆的外部，所述海底基盘设置于光电复合缆的下部，所述水下监测单元设置于海底基盘的内部，所述绞车和海底基盘进行连接。本发明可以实时对海域天然气水合物钻探进行特征气体实时监测，在实施钻探取样过程即可以确定是否水合物目标层，提高海域天然气水合物试采效率，并且对海洋环境，海域天然气水合物在海底分解的研究有重要意义。

技术领域

本发明涉及海域天然气水合物钻探的气体监测技术领域，具体为一种基于海底基盘的钻探钻井气体监测系统及其监测方法。

背景技术

天然气水合物被普遍认为是21世纪最具开发价值的清洁能源之一，分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，我国已经迈入开采天然气水合物的行列。而钻探作为获取天然气水合物的基本手段，由于钻探到水合物层时水合物会部分分解成气体溢出，因此在钻探的过程中对水合物特征气体进行监测可以直接反映是否有天然气水合物分解，不需提取到样品即可判断是否钻到天然气水合物，对提高试采效率具有重要意义。

目前的气体监测系统多数应用于空气等气体环境中，包括石油天然气钻井的气体监测，无法应用于水下，而可应用于水下的气体监测适用水深过浅，并且其监测气体并非天然气水合物特征气体，无法应用于深海环境中天然气水合物钻探的气体监测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于海底基盘的钻探钻井气体监测系统及其监测方法，解决了背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于海底基盘的钻探钻井气体监测系统及其监测方法，其特征在于：包括钻探船、水上甲板单元、绞车、钻杆、海底基盘、水下监测单元和光电复合缆，所述水上甲板单元和绞车设置于钻探船的上部，所述钻杆设置于钻探船的内部，所述钻杆和钻探船进行连接，所述光电复合缆设置于钻杆的外部，所述海底基盘设置于光电复合缆的下部，所述水下监测单元设置于海底基盘的内部，所述绞车和海底基盘进行连接；

所述水上甲板单元和所述水下监测单元分别与所述光电复合缆进行连接，所述水上甲板单元主要由船电、电源转换模块、测控计算机、RS232接口、网络接口、水上光纤通讯模块及水上光电复合缆缆端接口组成，所述水下监测单元主要由水下光电复合缆缆端接口、硫化氢传感器、二氧化碳传感器、甲烷传感器、电源转换模块、水下光纤通讯模块和嵌入式控制模块组成。

作为本发明的一种优选实施方式，所述船电通过电源转换模块连接于水上光电复合缆缆端接口，所述船电和测控计算机进行连接，所述测控计算机通过RS232接口及网络接口与水上光纤通讯模块连接，所述水上光纤通讯模块和水上光电复合缆缆端接口进行连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述水下光电复合缆缆端接口内部设有动力线和光纤，所述动力线和电源转换模块进行连接，所述光纤和水下光纤通讯模块进行连接，所述水下光纤通讯模块通过RS232接口与嵌入式控制模块进行连接，所述硫化氢传感器、二氧化碳传感器及甲烷传感器均通过RS232接口与水下光纤通讯模块和嵌入式控制模块进行连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述水上光纤通讯模块通过光电复合缆和水下监测单元进行连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述硫化氢传感器、二氧化碳传感器及甲烷传感器通过RS232接口和水下光纤通讯模块进行连接，所述水上光纤通讯模块通过光电复合缆和水上甲板单元进行连接，所述水上甲板单元内的水上光纤通讯模块和测控计算机进行连接。

作为本发明的一种优选实施方式，监测方法包括以下步骤：