[發明專利]一種自供電水下廢棄油井監測系統及監測方法

有效

• 申請號: 201810382471.1
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108729900B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 趙威;王海峰;黃元峰;艾程柳;馬鵬飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: E21B47/001
• 分類號: E21B47/001;E21B47/002;E21B47/12;F03B13/18;F03B13/26;H02J7/14
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗

1.一種自供電水下廢棄油井監測系統，其特征在于：

包括岸基多油井中控單元與多個置于廢棄油井的井口附近的自供電水下廢棄油井監測器；

所述自供電水下廢棄油井監測器包括潮或海流能發電裝置（106）、電能變換裝置（102）、浮子（103）、錨泊單元、多參數監測單元、信號接收與發射單元和監測系統控制單元，其中：

浮標集成所述信號接收與發射單元；

所述浮子（103）中集成所述電能變換裝置（102）、蓄電池（108）、所述監測系統控制單元，所述浮子（103）、所述潮或海流能發電裝置（106）、所述多參數監測單元與有桿錨（105）通過長度可調節的連接件相連接，所述浮標與所述浮子（103）通過柔性連接線相連接；

所述潮或海流能發電裝置（106）、所述電能變換裝置（102）與所述蓄電池（108）依次相連接，所述蓄電池（108）的輸出端分別與所述多參數監測單元、所述信號接收與發射單元、所述監測系統控制單元的用電輸入端相連接；

所述多參數監測單元包含多種傳感器，用于采集廢棄油井的監測數據，所述監測數據包括甲烷濃度、原油泄漏的熒光效應信號、液體或氣體噴射流速以及視頻數據；所述傳感器包括：熒光劑傳感器、甲烷傳感器、聲學多普勒流速剖面儀和水下照相機；

所述多參數監測單元、所述監測系統控制單元與所述信號接收與發射單元依次連接；

所述監測系統控制單元，用于控制所述多參數監測單元的調度，所述信號接收與發射單元的通信，所述潮或海流能發電裝置、所述電能變換裝置和所述蓄電池工作狀態的監測，所述自供電水下廢棄油井監測器的工作模式的設定，所述多參數監測單元的所述監測數據的預處理或本地存儲；

所述信號接收與發射單元，用于向所述岸基多油井中控單元傳輸所述監測數據與所述油井的編號信息，接收來自所述岸基多油井中控單元的控制指令；所述自供電水下廢棄油井監測器中的所述潮或海流能發電裝置由發電機和葉片組成；

所述發電機采用全開放式拓撲結構，葉輪直接驅動發電機外轉子發電，無附加傳動裝置和旋轉密封裝置，采用海水潤滑軸承；

所述自供電水下廢棄油井監測器的工作模式包括：被動測量模式、主動巡檢模式和報警模式：

被動測量模式，根據所述信號接收與發射單元所接收的所述控制指令，所述監測系統控制單元喚醒所述多參數監測單元的所述傳感器，進而獲得監測數據，監測數據經所述監測系統控制單元預處理后發送至所述岸基多油井中控單元；

主動巡檢模式，所述多參數監測單元的所述熒光劑傳感器與所述甲烷傳感器每隔設定時間段測量所述廢棄油井的井口周圍的所述監測數據，若無異常，則將所述監測數據本地存儲至所述監測系統控制單元，不再將所述監測數據發送至所述岸基多油井中控單元；

報警模式，按照所述主動巡檢模式進行巡檢，若所述監測數據突然增大，則所述監測系統控制單元喚醒所述多普勒流速剖面儀與所述水下照相機，將所述多普勒流速剖面儀的測量參數、所述水下照相機的拍攝圖片與所述廢棄油井的編號信息傳輸至所述岸基多油井中控單元并報警；

所述廢棄油井的所述編號信息包括唯一確定的編號與位置信息；

所述岸基多油井中控單元經海事衛星與多個所述自供電水下廢棄油井監測器的所述信號接收與發射單元之間傳輸所述控制指令和所述監測數據，根據所述廢棄油井的所述編號逐一巡檢多個所述廢棄油井周圍的所述自供電水下廢棄油井監測器發送的監控數據，進而掌控監測某片海域的油井泄漏情況。

2.根據權利要求1所述的自供電水下廢棄油井監測系統，其特征在于：所述自供電水下廢棄油井監測器中的所述蓄電池為鋰電池或鉛酸蓄電池。

3.根據權利要求1所述的自供電水下廢棄油井監測系統，其特征在于：所述自供電水下廢棄井監測器中的所述監測系統控制單元通過高性能單片機或DSP實現。

4.根據權利要求1所述的自供電水下廢棄油井監測系統，其特征在于：所述水下照相機還包括鏡頭刷。

5.根據權利要求1所述的自供電水下廢棄油井監測系統，其特征在于：所述自供電水下廢棄油井監測器中，所述浮標集成所述信號接收與發射單元還包括集成于所述浮標上的可冗余設計的天線。