[發明專利]水下裝備環境地層位移數據探測系統

在審

• 申請號: 201811328937.6
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109211081A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 黃河;鐘衛輝
• 申請（專利權）人: 美鉆深海能源科技研發（上海）有限公司;美鉆能源科技（上海）有限公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

本發明涉及一種水下裝備環境地層位移數據探測系統，發射單元的發射器埋設于海底地層深處的基巖層；發射單元的信號發生電路、模擬開關、功放電路集成，與接收單元一起位于海底設備；接收單元對由發射器產生并穿過基巖層及其上方地層的磁場進行探測；DSP單元設有DSP處理器，與模擬開關信號連接，提供驅使模擬開關動作的信號，控制發射器產生磁場；DSP單元還從接收單元獲取與所探測磁場對應的數據進行分析；PC機從DSP處理器獲取對應于發射器所產生磁場的數據及對應于接收單元所探測磁場的數據來進行比較，分析磁場變化來得到發射器與接收器的相對位置信息，進而得到地層的位移數據，及時對海底油氣田的安全進行評估和采取預防措施，避免事故發生。

技術領域

本發明涉及一種水下裝備環境地層位移數據探測系統。

背景技術

目前探測海底地層的工作主要探測油氣田階段，探測的方法有可控源電磁（MCSEM）法，通過此方法測量到反映海底地層結構的電磁場，由此再推斷地下導電率空間分布，進而確定油氣藏的位置。或者為研究海底地震而進行斷層探測，路域根據覆蓋層的厚度和物性的差異及斷層的規模及性質等的不同，常用高密度電法、高分辨率地震勘探、地質雷達、微重力測量、高精度磁測及放射性氣體探測等，隨著工程項目領域的不斷拓展，海底地層探測也逐漸成為我們工作的一個重要組成部分。

海洋油氣田生產中，在作業海底，往往存在軟弱夾層、不均勻地層、埋藏古河道、海底滑坡、淺層高壓氣等特殊地層和災害地質，可能引發自升式平臺樁腿不均勻沉降、平臺傾斜滑移、海底管道懸跨斷裂、鉆井平臺井噴等生產事，安裝完之后的水下設備周圍的環境需要隨時監控，防止其遭到自然或人為因素的破壞，影響海底油氣田的安全生產。

現有的地層位移監測設備基本都只應用于陸地隧道工程，隧道壁的位移變性，多采用激光位移計或是鉆孔多點位移計進行監測，在海底環境之中因壓力，密封等因素這些技術都未能應用于海底地層的監測。而海底地層的測量也只是在勘探油氣田前期進行油層的探測時通過聲吶測線的方法，測繪出海底地層的形貌。后續在設備安裝完之后的監測也只能是在生產期間間斷的進行監測，不能夠及時地了解地層的位移變化。

發明內容

本發明提供一種水下裝備環境地層位移數據探測系統，用于實時監測海底設備周圍環境中的因各種因素導致的地層位移數據，從而及時對海底油氣田的安全進行評估和采取預防措施，避免發生油氣田重大事故。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供一種水下裝備環境地層位移數據探測系統，其包含：

發射單元，其設有依次信號連接的信號發生電路、模擬開關、功放電路、發射器；其中，所述發射器埋設于海底地層深處的基巖層中；所述信號發生電路、模擬開關、功放電路集成在一起，設置在海底設備中；

接收單元，也設置在所述海底設備中，對由發射器產生并穿過基巖層及其上方地層的磁場進行探測；

DSP單元，設置有DSP處理器，與所述模擬開關信號連接，來提供驅使模擬開關執行開關動作的信號，以控制發射器來產生磁場；所述DSP單元還與所述接收單元信號連接，從接收單元獲取與所探測磁場對應的數據，在DSP處理器處進行分析；

PC機，與所述DSP處理器信號連接，獲取對應于發射器所產生磁場的數據及對應于接收單元所探測磁場的數據來進行比較，分析磁場變化來得到發射器與接收器的相對位置信息，進而得到地層的位移數據。

可選地，所述信號發生電路、模擬開關、功放電路集成設置在海底設備的控制系統模塊中。

可選地，所述發射器通過電纜，與集成設置的信號發生電路、模擬開關、功放電路信號連接。

可選地，所述接收單元包含依次信號連接的接收器、放大電路、濾波電路、相敏檢波模塊；所述接收器進行磁場探測；所述相敏檢波模塊與所述DSP單元信號連接。