[發明專利]水下裝備生物腐蝕自動安全關井系統

有效

• 申請號: 201811367102.1
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN109138982B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 黃河;郝周敏
• 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: E21B47/001
• 分類號: E21B47/001;E21B33/035
• 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生物腐蝕自動安全關井系統，由生物腐蝕監測系統和自動安全關井系統組成；該生物腐蝕監測系統包含：多個電阻測量元件，分別設置在水下裝備需要進行生物腐蝕監測的各個監測位置處，通過電阻測量法實時測量各個監測位置處的生物腐蝕數據；信號處理模塊，設置在水下裝備內部，與電阻測量元件通過電路連接，根據接收到的生物腐蝕數據，判斷是否超出預設的生物腐蝕厚度閾值，并輸出監測預警信號；該自動安全關井系統與信號處理模塊通過電路連接，在接收到監測預警信號時，自動控制關井。本發明能實時監測水下裝備的生物腐蝕情況，并在腐蝕情況嚴重時，及時控制自動關井，保障安全生產，規避因生物腐蝕導致的生產事故。

技術領域

本發明涉及一種水下裝備安全保護裝置，具體是指水下裝備生物腐蝕自動安全關井系統，屬于監測預警技術領域。

背景技術

隨著人類社會以及科技技術的不斷發展，我們對于能源的需求也越來越大，從而使得人類對于水下能源的探索越來越頻繁，因此水下的各種工程建設和投資也不斷增長。尤其是海底石油開采，主要運用到的水下裝備為采油樹。

目前，會對采油樹等水下裝備造成海洋腐蝕的，除了化學腐蝕、電化學腐蝕外，水下污損生物及其代謝產物（如牡蠣、藤壺、海葵等）也會對這些水下裝備有著嚴重的腐蝕作用。由于海洋水下環境的復雜情況，目前仍然無法對各個水下裝備的具體腐蝕情況進行實時、迅速、直接的觀察與監測，導致采油樹等設備在水下腐蝕的嚴重程度不明，很大幾率會在危險期發生安全事故，造成重大生命財產損失。

對于位于水下的采油樹等設備，如果采用人工監測模式進行管理監測，在實際運行時仍將面臨維護困難，管理更困難的局面。同時，人工監測還會極易受到外界干擾因素的影響，無法保證各類水下工程裝備在遇到緊急情況時能夠及時關閉，從而無法避免更大的損失。

因此，目前常規的安全措施為將水下裝備定期上岸進行維修保護，但是這種方式仍然不能對緊急情況做出及時有效的反應。

基于上述，本發明提出一種水下裝備生物腐蝕自動安全關井系統，以解決現有技術中存在的缺點和限制，能實時監測水下裝備的生物附著情況并檢測水下裝備的生物腐蝕情況，并在水下裝備腐蝕情況嚴重時，及時啟動自動關井系統，保障安全生產，規避因生物腐蝕導致的生產事故。

發明內容

本發明的目的是提供一種水下裝備生物腐蝕自動安全關井系統，能實時監測水下裝備的生物腐蝕情況，并在腐蝕情況嚴重時，及時控制自動關井，保障安全生產，規避因生物腐蝕導致的生產事故。

為了達到上述目的，本發明提出一種水下裝備生物腐蝕自動安全關井系統，由生物腐蝕監測系統和自動安全關井系統組成；所述的生物腐蝕監測系統包含：多個電阻測量元件，分別設置在水下裝備需要進行生物腐蝕監測的各個監測位置處，通過電阻測量法實時測量各個監測位置處的生物腐蝕數據；信號處理模塊，設置在水下裝備內部，與電阻測量元件通過電路連接，根據接收到的生物腐蝕數據，判斷是否超出預設的生物腐蝕厚度閾值，并輸出監測預警信號；所述的自動安全關井系統與信號處理模塊通過電路連接，在接收到監測預警信號時，自動控制關井。

所述的電阻測量元件實時測量水下裝備的輸油或輸氣管道的生物腐蝕數據。

在需要進行生物腐蝕監測的輸油或輸氣管道旁，增加設置對比管道；該對比管道采用與輸油或輸氣管道相同的材質和規格制成，且在該對比管道內部設置電阻測量元件，實時測量對比管道的生物腐蝕數據，并轉換為電信號輸出至信號處理模塊。

所述的電阻測量元件測量得到的對比管道的生物腐蝕數據，即為輸油或輸氣管道的生物腐蝕數據。

所述的信號處理模塊采用PLC實現；通過PLC記錄電阻測量元件測量得到并輸出的電信號，計算得到對比管道的實時管道厚度，與預先存儲的對比管道的初始厚度對比，得到當前生物腐蝕的厚度；并判斷該當前生物腐蝕的厚度是否大于預設的生物腐蝕厚度閾值，如是則向自動安全關井系統輸出監測預警信號。