一種深水鉆井隔水管狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種深水石油開發(fā)過程中對(duì)隔水管狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的短節(jié)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今能源已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)和社會(huì)生活發(fā)展的主動(dòng)力，被稱之為“黑黃金”的石油作為不可再生資源成為世界上最主要的能源和戰(zhàn)略物資之一。據(jù)有關(guān)資料和調(diào)查表明，石油天然氣在今后五十年間仍將保持其重要地位，我國(guó)自進(jìn)入二十世紀(jì)90年代以來，石油短缺已經(jīng)成為一個(gè)制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展和影響人民生活的嚴(yán)峻問題，這將導(dǎo)致今后石油開采方向不斷朝擁有豐富油氣儲(chǔ)量的海洋方向發(fā)展，而深水鉆井平臺(tái)及其配套裝備技術(shù)在海洋油氣勘探開發(fā)過程中發(fā)揮至關(guān)重要的支撐作用。隨著海洋油氣開采技術(shù)的發(fā)展，像深水石油鉆井船和半潛式鉆井平臺(tái)這類形式的海洋鉆井平臺(tái)已應(yīng)用到深水油氣勘探開發(fā)生產(chǎn)過程中，在這類平臺(tái)體系中包含有隔水管這一重要設(shè)備系統(tǒng)。隔水管系統(tǒng)上端與海上平臺(tái)等浮體連接，下端通往海底井口，作為聯(lián)系鉆井平臺(tái)與海底井口最重要且脆弱的紐帶，其整體處于海洋環(huán)境之中而極易受到惡劣海洋環(huán)境的影響和考驗(yàn)，保持隔水管良好的工作狀態(tài)對(duì)保障正常的海洋油氣生產(chǎn)作業(yè)活動(dòng)有著不可替代的作用。
[0003]在洋流流經(jīng)隔水管系統(tǒng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的拖曳力和升力而導(dǎo)致隔水管不斷變形和產(chǎn)生結(jié)構(gòu)疲勞損傷；當(dāng)隔水管的旋渦脫落頻率和自身固有頻率相接近時(shí)，將會(huì)在較大的流速范圍內(nèi)都產(chǎn)生渦激共振現(xiàn)象，在這種持續(xù)的共振作用下會(huì)使隔水管等管道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生失穩(wěn)或疲勞破壞，繼而影響海洋油氣開采作業(yè)。隨著國(guó)家未來海洋石油開發(fā)的方向朝超深水發(fā)展的趨勢(shì)越發(fā)顯著，隔水管系統(tǒng)的運(yùn)行條件和狀態(tài)維護(hù)要求以及安全和控制的要求將變得更加苛刻，該系統(tǒng)也會(huì)更容易出現(xiàn)事故，甚至導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果，所以對(duì)深水鉆井開發(fā)過程中隔水管狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)將變得愈加重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的在于:針對(duì)上述存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)深水石油鉆井開發(fā)過程中隔水管狀態(tài)參數(shù)的信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置，通過該裝置對(duì)隔水管的工作狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，以增強(qiáng)隔水管系統(tǒng)應(yīng)對(duì)復(fù)雜海洋環(huán)境的能力。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]本實(shí)用新型一種深水鉆井隔水管狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置，主要由下接頭、主筒體、中心筒、應(yīng)力應(yīng)變片裝置一、應(yīng)力應(yīng)變片裝置二、內(nèi)置線路、信號(hào)發(fā)送模塊、CPU處理模塊、壓力監(jiān)測(cè)傳感器裝置、電纜、針腳線路、陀螺儀、上接頭和節(jié)流管線組成。所述的隔水管狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置中設(shè)置有至少四個(gè)壓力監(jiān)測(cè)傳感器裝置、至少四個(gè)陀螺儀、至少四塊應(yīng)力應(yīng)變片裝置、至少三個(gè)信號(hào)發(fā)送模塊以及一個(gè)CPU處理模塊。短節(jié)裝置中設(shè)置的壓力監(jiān)測(cè)傳感器裝置用于在海洋石油鉆井過程中對(duì)隔水管周圍不同水深的水壓變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)；短節(jié)裝置中設(shè)置的陀螺儀，用于在洋流作用下對(duì)隔水管的地理方位變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)；短節(jié)裝置中設(shè)置的應(yīng)力應(yīng)變片裝置，用于對(duì)隔水管在洋流作用下的伸縮變形量進(jìn)行測(cè)量，最后將各類傳感器裝置所測(cè)得的壓力值、方位值以及自身的變形量值通過針腳線路中的內(nèi)置線路及時(shí)傳遞到CPU處理模塊，由其對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)和打包，再傳輸給信號(hào)發(fā)射模塊向外發(fā)送。信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置中的壓力監(jiān)測(cè)傳感器裝置、陀螺儀、應(yīng)力應(yīng)變片裝置、CPU處理模塊和信號(hào)發(fā)送模塊之間進(jìn)行傳輸?shù)男盘?hào)為電信號(hào)，而信號(hào)發(fā)送模塊將從CPU處理模塊傳輸過來的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲波信號(hào)后再向外發(fā)送。各傳感器裝置工作時(shí)所用電能來源于隔水管與海上鉆井平臺(tái)相連接的電纜，輸送信號(hào)采用電信號(hào)且能在隔水管內(nèi)置線路中擁有很快的傳送速度，能夠迅速將所測(cè)信號(hào)向CPU處理模塊傳輸。信號(hào)發(fā)送模塊將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波信號(hào)后再向外發(fā)送，該類信號(hào)能在海水中傳播較遠(yuǎn)的距離并保持較高的完整度，避免了采用電磁信號(hào)進(jìn)行傳輸時(shí)出現(xiàn)的信號(hào)衰減失真和傳輸距離受到限制的問題。
[0007]由于采用上述裝置，使得隔水管在水下不同深度的狀態(tài)信息得到及時(shí)監(jiān)測(cè)和了解，并以所傳輸數(shù)據(jù)為依據(jù)對(duì)隔水管狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，使調(diào)控得到有效響應(yīng)并避免隔水管在海水作用下出現(xiàn)破壞性變形，提高隔水管抵御水下惡劣環(huán)境影響的能力。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型一種深水鉆井隔水管狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是圖1中的A-A視圖；
[0010]圖3是圖1中的B-B視圖；
[0011]圖中:1.下接頭，2.主筒體，3.中心筒，4-1.應(yīng)力應(yīng)變片裝置一，4-2.應(yīng)力應(yīng)變片裝置二，5.內(nèi)置線路，6.信號(hào)發(fā)送模塊，7.CPU處理模塊，8.壓力監(jiān)測(cè)傳感器裝置，9.電纜，
10.針腳線路，11.陀螺儀，12.上接頭，13.節(jié)流管線。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0013]如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型一種深水鉆井隔水管狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置，主要由下接頭1、主筒體2、中心筒3、應(yīng)力應(yīng)變片裝置一 4-1、應(yīng)力應(yīng)變片裝置二4-2、內(nèi)置線路5、信號(hào)發(fā)送模塊6、CPU處理模塊7、壓力監(jiān)測(cè)傳感器裝置8、電纜9、針腳線路10、陀螺儀
11、上接頭12和節(jié)流管線13組成。上接頭12、下接頭1、電纜9和節(jié)流管線13與隔水管本體實(shí)現(xiàn)有效連接，中心筒3主要用于保證信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置中內(nèi)部空間與主筒體2形成能保證有效密封的環(huán)形空間，防止各類傳感器裝置和內(nèi)置線路5中的電纜線直接與海水相接觸。壓力監(jiān)測(cè)傳感器裝置8和陀螺儀11分兩層布置在主筒體2預(yù)先設(shè)計(jì)加工好的安裝孔中，壓力監(jiān)測(cè)傳感器裝置8布置在主筒體2位于同一層的安裝孔中，用以對(duì)該段隔水管周圍不同深度的海水壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如圖2所示；陀螺儀11布置在同一層安裝孔中，用于對(duì)該段隔水管在洋流等海洋環(huán)境作用下地理方位變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)；中心筒3與主筒體2形成的密封環(huán)形空間中，位于主筒體內(nèi)壁處設(shè)置有應(yīng)力應(yīng)變片裝置一 4-1和應(yīng)力應(yīng)變片裝置一 4-2，用于對(duì)隔水管在海水作用下自身的應(yīng)力變形情況監(jiān)測(cè)，如圖3所示。各類傳感器裝置所用電能由通過針腳線路10的隔水管電纜9供應(yīng)，隔水管中的電纜9與深水鉆井平臺(tái)上的主電站相連接。隔水管狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置中的壓力監(jiān)測(cè)傳感器裝置8、陀螺儀11、應(yīng)力應(yīng)變片裝置一 4-1和應(yīng)力應(yīng)變片裝置二 4-2三類傳感器裝置將所測(cè)得的各類信息通過內(nèi)置線路5傳送到CPU處理模塊7，由其對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類分時(shí)間段打包存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)處理完成后再傳送到信號(hào)發(fā)送模塊6，由其將接收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波信號(hào)后向外發(fā)送，在海水中聲波信號(hào)的傳輸距離比電信號(hào)遠(yuǎn)且不易衰減，能保證信息內(nèi)容具有較好的完整性和準(zhǔn)確性。
[0014]本實(shí)用新型一種隔水管狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，能夠及時(shí)全面的監(jiān)測(cè)水下隔水管的狀態(tài)信息，采用電信號(hào)-聲波信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的信號(hào)傳送方式，能增加信號(hào)在海水中的傳輸距離，同時(shí)保證隔水管狀態(tài)信息傳遞的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，使隔水管在面對(duì)深水復(fù)雜環(huán)境時(shí)能及時(shí)有效地防止事故的發(fā)生，確保深水石油鉆井過程的連續(xù)、安全、可靠。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種深水鉆井隔水管狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置，它主要由下接頭(1)、主筒體(2)、中心筒(3)、應(yīng)力應(yīng)變片裝置一(4-1)、應(yīng)力應(yīng)變片裝置二(4-2)、內(nèi)置線路(5)、信號(hào)發(fā)送模塊(6)、CPU處理模塊(7)、壓力監(jiān)測(cè)傳感器裝置(8)、電纜(9)、針腳線路(10)、陀螺儀(11)、上接頭(12)和節(jié)流管線(13)組成，其特征在于:主筒體(2)和中心筒(3)形成各傳感器安裝的密閉空間，短節(jié)裝置中設(shè)置有至少四個(gè)壓力監(jiān)測(cè)傳感器裝置(8)，至少四個(gè)陀螺儀(11)和至少四塊應(yīng)力應(yīng)變片裝置(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種深水鉆井隔水管狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置，其特征在于:所述信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置設(shè)置有一個(gè)CPU處理模塊(7)和至少三個(gè)信號(hào)發(fā)送模塊￠)，各傳感器裝置與CPU處理模塊(7)之間通過外部電纜(9)和信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置中的內(nèi)置線路(5)進(jìn)行連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種深水鉆井隔水管狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)短節(jié)裝置，它主要由下接頭、主筒體、中心筒、應(yīng)力應(yīng)變片裝置、陀螺儀、內(nèi)置線路、信號(hào)發(fā)送模塊、CPU處理模塊、壓力監(jiān)測(cè)傳感器裝置、電纜、針腳線路、上接頭和節(jié)流管線組成。所述短節(jié)裝置中設(shè)置有用于測(cè)量水壓值的壓力傳感器和用于測(cè)量地理方位值的陀螺儀，在短節(jié)內(nèi)壁貼有監(jiān)測(cè)隔水管應(yīng)力變化情況的應(yīng)力應(yīng)變片裝置和信息處理的CPU處理模塊，信號(hào)發(fā)送模塊能向外發(fā)送信息，并安裝在主筒體和中心筒所形成的密閉空間中。本實(shí)用新型能有效監(jiān)測(cè)鉆井過程中隔水管的狀態(tài)信息，提高其應(yīng)對(duì)深水復(fù)雜環(huán)境的能力。
【IPC分類】E21B47-001, E21B47-12
【公開號(hào)】CN204402463
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420853735
【發(fā)明人】徐濤, 劉清友, 汪興明, 陶雷, 曾志春
【申請(qǐng)人】西南石油大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日