[發明專利]一種基于海底基盤的鉆探鉆井氣體監測系統及其監測方法

在審

• 申請號: 201810738758.3
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN109164205A
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 覃楚倩;陳奇
• 申請（專利權）人: 覃楚倩;陳奇
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 廣州容大益信專利代理事務所(普通合伙) 44397
• 代理人: 牛麗霞;汪小梅

本發明公開了一種基于海底基盤的鉆探鉆井氣體監測系統及其監測方法，包括鉆探船、水上甲板單元、絞車、鉆桿、海底基盤、水下監測單元和光電復合纜，所述水上甲板單元和絞車設置于鉆探船的上部，所述鉆桿設置于鉆探船的內部，所述鉆桿和鉆探船進行連接，所述光電復合纜設置于鉆桿的外部，所述海底基盤設置于光電復合纜的下部，所述水下監測單元設置于海底基盤的內部，所述絞車和海底基盤進行連接。本發明可以實時對海域天然氣水合物鉆探進行特征氣體實時監測，在實施鉆探取樣過程即可以確定是否水合物目標層，提高海域天然氣水合物試采效率，并且對海洋環境，海域天然氣水合物在海底分解的研究有重要意義。

技術領域

本發明涉及海域天然氣水合物鉆探的氣體監測技術領域，具體為一種基于海底基盤的鉆探鉆井氣體監測系統及其監測方法。

背景技術

天然氣水合物被普遍認為是21世紀最具開發價值的清潔能源之一，分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，我國已經邁入開采天然氣水合物的行列。而鉆探作為獲取天然氣水合物的基本手段，由于鉆探到水合物層時水合物會部分分解成氣體溢出，因此在鉆探的過程中對水合物特征氣體進行監測可以直接反映是否有天然氣水合物分解，不需提取到樣品即可判斷是否鉆到天然氣水合物，對提高試采效率具有重要意義。

目前的氣體監測系統多數應用于空氣等氣體環境中，包括石油天然氣鉆井的氣體監測，無法應用于水下，而可應用于水下的氣體監測適用水深過淺，并且其監測氣體并非天然氣水合物特征氣體，無法應用于深海環境中天然氣水合物鉆探的氣體監測。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于海底基盤的鉆探鉆井氣體監測系統及其監測方法，解決了背景技術中所提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于海底基盤的鉆探鉆井氣體監測系統及其監測方法，其特征在于：包括鉆探船、水上甲板單元、絞車、鉆桿、海底基盤、水下監測單元和光電復合纜，所述水上甲板單元和絞車設置于鉆探船的上部，所述鉆桿設置于鉆探船的內部，所述鉆桿和鉆探船進行連接，所述光電復合纜設置于鉆桿的外部，所述海底基盤設置于光電復合纜的下部，所述水下監測單元設置于海底基盤的內部，所述絞車和海底基盤進行連接；

所述水上甲板單元和所述水下監測單元分別與所述光電復合纜進行連接，所述水上甲板單元主要由船電、電源轉換模塊、測控計算機、RS232接口、網絡接口、水上光纖通訊模塊及水上光電復合纜纜端接口組成，所述水下監測單元主要由水下光電復合纜纜端接口、硫化氫傳感器、二氧化碳傳感器、甲烷傳感器、電源轉換模塊、水下光纖通訊模塊和嵌入式控制模塊組成。

作為本發明的一種優選實施方式，所述船電通過電源轉換模塊連接于水上光電復合纜纜端接口，所述船電和測控計算機進行連接，所述測控計算機通過RS232接口及網絡接口與水上光纖通訊模塊連接，所述水上光纖通訊模塊和水上光電復合纜纜端接口進行連接。

作為本發明的一種優選實施方式，所述水下光電復合纜纜端接口內部設有動力線和光纖，所述動力線和電源轉換模塊進行連接，所述光纖和水下光纖通訊模塊進行連接，所述水下光纖通訊模塊通過RS232接口與嵌入式控制模塊進行連接，所述硫化氫傳感器、二氧化碳傳感器及甲烷傳感器均通過RS232接口與水下光纖通訊模塊和嵌入式控制模塊進行連接。

作為本發明的一種優選實施方式，所述水上光纖通訊模塊通過光電復合纜和水下監測單元進行連接。

作為本發明的一種優選實施方式，所述硫化氫傳感器、二氧化碳傳感器及甲烷傳感器通過RS232接口和水下光纖通訊模塊進行連接，所述水上光纖通訊模塊通過光電復合纜和水上甲板單元進行連接，所述水上甲板單元內的水上光纖通訊模塊和測控計算機進行連接。

作為本發明的一種優選實施方式，監測方法包括以下步驟：