[發明專利]一種海洋管柱振動數據采集及傳輸裝置

有效

• 申請號: 201410114147.3
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103821502A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 劉清友;任濤;王其軍;毛良杰
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及管柱振動檢測領域，具體的說，是一種海洋管柱振動數據采集及傳輸裝置。

背景技術

在進行海洋油氣開發作業時，隔水管作為連接鉆井平臺和海底井口的紐帶，是最關鍵也是最易受損壞的部件之一。在水深超過100m的海域，隔水管的相對剛度會降低，其固有頻率可能同海流產生的渦泄頻率接近而出現渦激振動現象。渦激振動不僅導致隔水管出現大幅度振動，更重要的是它將顯著降低隔水管的疲勞壽命。因此，海洋管柱振動響應及狀態監測是目前海洋石油工程研究的熱點問題之一。?現有監測管柱振動的方法是利用三軸振動傳感器實現管柱的振動加速度測量。但其測量數據種類太少，無法全面反映管柱的振動狀態。

發明內容

本發明的目的是：提供一種海洋管柱振動數據采集及傳輸裝置，通過三軸加速度陀螺儀芯片采集安裝在海洋管柱上相應位置處的三維角度、三維加速度和三維坐標數據，這些數據通過射頻通信芯片經同軸電纜實時傳輸到地面。

本發明的技術方案是：一種海洋管柱振動數據采集及傳輸裝置，通過同軸電纜串行連接的數據采集裝置，所述的數據采集裝置緊貼在海洋管柱上。

同軸電纜為數據采集裝置輸送電源的同時傳輸數據。

數據采集裝置內部包含信號電纜、DC-DC芯片、射頻通信芯片、微處理器和三軸加速度陀螺儀芯片。

信號電纜連接DC-DC芯片和射頻通信芯片；所述的DC-DC芯片將同軸電纜輸送的高壓直流電源變換為低壓直流電源供射頻通信芯片、微處理器和三軸加速度陀螺儀芯片使用。

微處理器連接射頻通信芯片和三軸加速度陀螺儀芯片。處理器將實時采集三軸加速度陀螺儀芯片所測量的數據，并將該數據提供射頻通信芯片發射出去。

三軸加速度陀螺儀芯片所測量的數據是數據采集裝置所安裝在海洋管柱上相應位置處的三維角度、三維加速度和三維坐標。三軸加速度陀螺儀芯片選用InvenSense公司生產的MPU-6050。

射頻通信芯片采用可配置通道的低電流射頻收發器。射頻通信芯片選用Silicon?Labs公司的Si4463。

數據采集裝置整體防水，通過防水射頻接頭將信號電纜與同軸電纜連接。

?本發明的優點在于：（1）裝置結構簡單、體積小；（2）數據傳輸實時性強。

附圖說明

圖1是本發明整體安裝示意圖。

圖2是本發明數據采集裝置內部結構示意圖。

圖中：1為海洋管柱，2為同軸電纜，3為數據采集裝置，30為防水射頻接頭，31為信號電纜，32為DC-DC芯片，33為三軸加速度陀螺儀芯片，34為微處理器，35為射頻通信芯片。

具體實施方式

?下面結合附圖對本發明做進一步的描述，本發明的實施方式不限于此。

?如圖1所示，一種海洋管柱振動數據采集及傳輸裝置，包括有通過同軸電纜2串行連接的數據采集裝置3，所述的數據采集裝置3緊貼在海洋管柱1上。

同軸電纜2為數據采集裝置3輸送電源的同時傳輸數據。

數據采集裝置3內部包含信號電纜31、DC-DC芯片32、射頻通信芯片35、微處理器34和三軸加速度陀螺儀芯片33。

信號電纜31連接DC-DC芯片32和射頻通信芯片35。DC-DC芯片32將同軸電纜2輸送的高壓直流電源變換為低壓直流電源供射頻通信芯片35、微處理器34和三軸加速度陀螺儀芯片33使用。

微處理器34連接射頻通信芯片35和三軸加速度陀螺儀芯片33。處理器34將實時采集三軸加速度陀螺儀芯片33所測量的數據，并將該數據提供射頻通信芯片35發射出去。

三軸加速度陀螺儀芯片33所測量的數據是數據采集裝置3所安裝在海洋管柱1上相應位置處的三維角度、三維加速度和三維坐標。三軸加速度陀螺儀芯片33選用InvenSense公司生產的MPU-6050。

射頻通信芯片35采用可配置通道的低電流射頻收發器。射頻通信芯片35選用Silicon?Labs公司的Si4463。

數據采集裝置3整體防水，通過防水射頻接頭30將信號電纜31與同軸電纜2連接。