申请/专利权人：中国船舶重工集团公司七五0试验场

申请日：2021-11-03

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN114109358B

主分类号：E21B47/001

分类号：E21B47/001;E21B47/14;E21B44/00;E21B33/064

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.03.18#实质审查的生效;2022.03.01#公开

摘要：本发明公开一种深海油田井口防喷器应急声呐监控系统，包括安装在井口应急封井装置3上的水下单元1和放置在水面平台4上的甲板单元2，水下单元1和甲板单元2协同工作用于实现用户指令的远程水声遥控以及井口状态参数的实时水声遥测，所述水下单元1与所述甲板单元2是通过水声编码通信方式实现远程水声遥控及实时水声遥测。本发明结构简单、设计新颖合理以及操作简易，受控完成水下井口传感数据的及时水声遥控，定时完成水下状态参数的实时水声遥测，并具备深海现场光控可视仪表实时显示、内外电池自动切换等功能，具备更好的冗余性和可靠性。

主权项：1.一种深海油田井口防喷器应急声呐监控系统，包括安装在井口应急封井装置（3）上的水下单元（1）和放置在水面平台（4）上的甲板单元（2），水下单元（1）和甲板单元（2）协同工作用于实现用户指令的远程水声遥控，其特征在于，所述水下单元（1）与所述甲板单元（2）是通过水声编码通信方式实现远程水声遥控的；其中，所述水下单元（1）包括集成设置于声呐电子舱（5）内且通过导线信号连接的水下换能器阵（10）、信号处理机构、井口传感器（15）、水下可读仪表（16）、深度传感器（17）、内部电池（18）和水下电池（19），其中，水下换能器阵（10）和水下可读仪表（16）以及水下电池（19）通过水密连接缆与声呐电子舱（5）一边端盖连接，声呐电子舱（5）另一边端盖通过水密连接缆与井口传感器（15）和深度传感器（17）进行水密连接；所述水下换能器阵（10）用于负责水声信号的接收和发射；信号处理机构用于负责水声信号的分析处理；所述甲板单元（2）包括水面换能器阵（20）、水面前置放大器（21）、水面模拟处理器（22）、水面数字处理器（23）、控制机（24）、水面编码发射机（25）、数据融合显控软件模块（26）、外部接口（27）、甲板控制机（28）以及收放机构（29），其中，甲板单元（2）安装在水面平台（4）上，收放机构（29）通过水密承重电缆一端连接水面换能器水密舱（6），水密承重电缆另一端连接便携式甲板安全箱（7）进行显示与控制；信号处理机构包括水下换能器阵（10）、前置放大器（11）、模拟处理器（12）和数字处理器（13）以及编码发射机（14），其中，水下换能器阵（10）接收端通过水密连接缆与前置放大器（11）输入端连接，前置放大器（11）输出端线缆连接模拟处理器（12）输入端，模拟处理器（12）输出端与数字处理器（13）输入端连接，数字处理器（13）输出端与编码发射机（14）输入端连接，编码发射机（14）输出端连接水下换能器阵（10）发射端；水面数字信号处理机构包括水面换能器阵（20）、水面前置放大器（21）、水面模拟处理器（22）、水面数字处理器（23）、控制机（24）、水面编码发射机（25）、数据融合显控软件模块（26）、外部接口（27）和甲板控制机（28）以及收放机构（29），其中，水面换能器阵（20）接收端经水密连接缆与水面前置放大器（21）输入端连接，水面前置放大器（21）输出端与水面模拟处理器（22）输入端通过线缆连接，水面模拟处理器（22）输出端与水面数字处理器（23）输入端连接，水面数字处理器（23）输出端与控制机（24）连接，控制机（24）通过数据融合显控软件模块（26）和外部接口（27）与甲板控制机（28）相连，进行用户终端显控，控制机（24）通过线缆与水面编码发射机（25）输入端连接，将用户指令编码通过水面编码发射机（25）生成编码模拟信号传至水面换能器阵（20）发射端进行声信号发送；收放机构（29）绕接承重水密连接缆与水面换能器阵（20）相连接，负责水面换能器阵（20）的海面布放；其中，该系统的远程水声遥控的方法包括如下步骤：S1，系统水下单元（1）安装布放至井口，并且甲板单元（2）布放完成后，开启功能自检，即水下单元（1）与甲板单元（2）进行互联通讯，自检结束且正常后，用户操控甲板单元（2）的数据融合显控软件模块（26）进行指令信息传送操作；S2，用户指令的数字信息通过串口实时传送至控制机（24），控制机（24）实时采集当前GPS北斗外设信息融合后综合编码发送至水面编码发射机（25），水面编码发射机（25）生成用户指令及相关信息的声学模拟信号，通过功率放大后将上述编码模拟信号加载至水面换能器阵（20）的发射换能器端转成声学信号发射至水下；S3，水下单元（1）的水下换能器阵（10）接收到甲板单元（2）发射的用户指令编码信号，经前置放大器（11）、模拟处理器（12）后形成整形、滤波和调整后的模拟信号；S4，经前置放大器（11）、模拟处理器（12）后形成整形、滤波和调整后的模拟信号传送至水下单元（1）的数字处理器（13），经过AD采集、频谱分析和相关处理计算后，解调甲板单元（2）发射的用户指令信息，确认后执行相关控制操作，对应编码信息进行井口电磁阀DO回路端口的相应控制；S5，控制完成后，检测井口工作状态数据，并将状态信息编码发射出去，给甲板单元（2）进行应答，完成本次水声遥控操作。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国船舶重工集团公司七五0试验场 一种深海油田井口防喷器应急声呐监控系统及方法

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