CN111505986A - 一种深水海管预调试数据通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种深水海管预调试数据通信系统，包括：上位机，用于配置工作模式；预调试处理装置，与所述上位机通信连接、根据所述上位机的配置控制切换不同的工作模式；执行器，与所述预调试处理装置连接、根据所述预调试处理装置控制执行不同的工作模式。本发明可用于深水海管清管、试压、排水作业时进行数据通信，能够对深水海管的调试数据进行实时通讯，保障作业安全，提高作业效率。
Description
技术领域
本发明涉及深水海管调试领域，更具体地说，涉及一种深水海管预调试数据通信系统。
背景技术
深水海底管道预调试(包括清管测径、试压和排水干燥惰化等)作为新那家管道投产前的关键验收指标，其进展顺利与否将直接影响油气田的投产情况。深水海底管道预调试过程中压力、温度、流量、体积等关键的参数的获取对作业安全与效率非常重要。
然而，目前国内上尚不存在针对深水海管预调试作业的数据能信方案，致使深水海管调试无法实现安全可控高效的操作。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种深水海管预调试数据通信系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种深水海管预调试数据通信系统，包括：
上位机，用于配置工作模式；
预调试处理装置，与所述上位机通信连接、根据所述上位机的配置控制切换不同的工作模式；
执行器，与所述预调试处理装置连接、根据所述预调试处理装置控制执行不同的工作模式。
在一个实施例中，还包括：配置端口；
所述配置端口设置在所述上位机与所述预调试处理装置之间，根据所述上位机的配置完成对所述预调试处理装置的配置。
在一个实施例中，所述预调试处理装置包括：
采集装置，用于在实施深水海管预调试时，采集深水海管的预调试参数；
控制装置，与所述采集装置连接、接收所述预调试参数并将所述预调试参数转换为预调试数据；
输出装置，与所述控制装置连接、接收所述预调试数据并输出；
存储装置，与所述控制装置连接、接收所述预调试数据并存储。
在一个实施例中，所述预调试处理装置还包括：显示装置；
所述显示装置与所述控制装置连接，用于接收所述预调试数据并显示。
在一个实施例中，所述预调试处理装置还包括：供电装置；
所述供电装置分别与所述控制装置、输出装置、存储装置和显示装置连接，用于向所述控制装置、输出装置、存储装置和显示装置提供电能。
在一个实施例中，还包括：设置在所述控制装置与所述执行器之间、接收所述控制装置输出的控制信号并传输至所述执行器的控制端口。
在一个实施例中，所述控制端口包括：第一控制端口；
所述执行器包括：电动阀门；
所述第一控制端口一端与所述控制装置连接，另一端与所述电动阀门连接。
在一个实施例中，所述控制端口包括：第二控制端口；
所述执行器包括：深水泵；
所述第二控制端口一端与所述控制装置连接，另一端与所述深水泵连接。
在一个实施例中，所述预调试处理装置还包括：第一数据监测端口；
所述采集装置包括：流量计；
所述流量计通过线缆与所述第一数据监测端口连接，用于测量预调试过程中流体流量数据，并将所述流体流量数据通过所述线缆传输至所述第一数据监测端口。
在一个实施例中，所述预调试处理装置还包括：第二数据监测端口；
所述采集装置包括：管路压力传感器和管路温度传感器；
所述管路压力传感器和所述管路温度传感器分别通过线缆与所述第二数据监测端口连接，并将所测量的管道内流体压力数据和流体温度数据通过所述线缆传输至所述第二数据监测端口。
在一个实施例中，所述预调试处理装置还包括：第三数据监测端口；
所述采集装置包括：环境压力传感器和环境温度传感器；
所述环境压力传感器和所述环境温度传感器分别通过线缆与所述第三数据监测端口连接，并将所测量的管道外海水压力数据和海水温度数据通过所述线缆传输至所述第三数据监测端口。
在一个实施例中，所述输出装置包括：声学数据传输端口；
所述声学数据传输端口与所述控制装置连接，用于将所述预调试数据通过声波传输至水面。
在一个实施例中，所述输出装置包括：光学数据传输端口；
所述光学数据传输端口与所述控制装置连接，用于将所述预调试数据通过光波传输至ROV上。
在一个实施例中，所述预调试处理装置还包括：可拆卸数据监测记录存储器；
所述可拆卸数据监测记录存储器用于存储管道内流体压力数据和温度数据。
实施本发明的深水海管预调试数据通信系统，具有以下有益效果：包括：上位机，用于配置工作模式；预调试处理装置，与所述上位机通信连接、根据所述上位机的配置控制切换不同的工作模式；执行器，与所述预调试处理装置连接、根据所述预调试处理装置控制执行不同的工作模式。本发明可用于深水海管清管、试压、排水作业时进行数据通信，能够对深水海管的调试数据进行实时通讯，保障作业安全，提高作业效率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明提供的深水海管预调试数据通信系统实施例一的原理框图；
图2是本发明提供的深水海管预调试处理装置的原理框图；
图3是本发明提供的深水海管预调试数据通信系统实施例一的原理框图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参考图1，为本发明提供的深水海管预调试数据通信系统实施例一的原理框图。该深水海管预调试数据通信系统由水面以上设备和水面以下设备组成。其中，如图1所示，上位机11属于水面以上设备，预调试处理装置13和执行器15属于水面以下设备。
具体的，如图1所示，该深水海管预调试数据通信系统包括：上位机11，用于配置工作模式；预调试处理装置13，与所述上位机11通信连接、根据所述上位机11的配置控制切换不同的工作模式；执行器15，与所述预调试处理装置13连接、根据所述预调试处理装置13控制执行不同的工作模式。
进一步地，该深水海管预调试数据通信系统还可以包括：配置端口12。该所述配置端口12设置在所述上位机11与所述预调试处理装置13之间，根据所述上位机11的配置完成对所述预调试处理装置13的配置。具体的，上位机11通过连接配置端口12，实现对预调试处理装置13的工作模式的配置，从而实现不同工作模式的切换。
如图2所示，本发明实施例中，预调试处理装置13包括：采集装置131、控制装置135、输出装置136和存储装置139。
具体的，采集装置131，用于在实施深水海管预调试时，采集深水海管的预调试参数。控制装置135，与所述采集装置131连接、接收所述预调试参数并将所述预调试参数转换为预调试数据。输出装置136，与所述控制装置135连接、接收所述预调试数据并输出。存储装置139，与所述控制装置135连接、接收所述预调试数据并存储。
进一步地，该预调试处理装置13还包括：显示装置137。
具体的，显示装置137与所述控制装置135连接，用于接收所述预调试数据并显示。
通过在深水海管外设置显示装置137，可以将采集装置131所采集到的预调试数据进行及时显示，以便于ROV及时观察及了解深水海管的情况。
进一步地，如图2所示，该所述预调试处理装置13还包括：供电装置138。
所述供电装置138分别与所述控制装置135、输出装置136、存储装置139和显示装置137连接，用于向所述控制装置135、输出装置136、存储装置139和显示装置137提供电能。
通过在深水中设置供电装置138，可便于该深水海管预调试处理装置13的用电需求，且不需要从地面供电，因此，供电更加方便、直接，成本更少，结构更加简单。可选的，本发明实施例的供电装置138可以为深水电池。
进一步地，如图2所示，该预调试处理装置13还包括：第一数据监测端口132、第二数据监测端口133和第三数据监测端口134。
本发明实施例中，采集装置131包括：流量计1。
所述流量计1通过线缆与所述第一数据监测端口132连接，用于测量预调试过程中流体流量数据，并将所述流体流量数据通过所述线缆传输至所述第一数据监测端口132。
通过设置该流量计1，可以在预调试过程中，实时测量管道内的流体流量，并将所测量得到的流体流量数据通过线缆实时传输至第一数据监测端口132，通过第一数据监测端口132实时传输至控制装置135，由控制装置135进行相应的处理后，传输至输出装置136，由输出装置136输出至对应的设备，同时控制装置135还将处理后的流体流量数据传输至存储装置139，由存储装置139对流体流量数据进行存储。
进一步地，该采集装置131还可以包括：管路压力传感器2和管路温度传感器3。
所述管路压力传感器2和所述管路温度传感器3分别通过线缆与所述第二数据监测端口133连接，并将所测量的管道内流体压力数据和流体温度数据通过所述线缆传输至所述第二数据监测端口133。
具体的，管路压力传感器2通过线缆与第二数据监测端口133连接，用于测量预调试过程中管道内流体压力数据，并将流体压力数据通过线缆传输至第二数据监测端口133。
通过在管路上设置该管路压力传感器2，可以在进行预调试作业时，实时监测管道内流体的压力情况，实时采集管道内流体的压力，以获得相应的流体压力数据，并在获得流体压力数据后通过线缆实时传输至第二数据监测端口133，由第二数据监测端口133实时传输至控制装置135，进而由控制装置135对流体压力数据进行相应的处理后，再传输至对应的输出装置136和/或者存储装置139中，由输出装置136传输至对应的设备，和/或者由存储装置139对相应的数据进行存储。
管路温度传感器3通过线缆与第二数据监测端口133连接，用于测量预调试过程中管道内流体温度数据，并将流体温度数据通过线缆传输至第二数据监测端口133。
通过在管路上设置该管路温度传感器3，可以在进行预调试作业时，实时监测管道内流体的温度情况，实时采集管道内流体的温度，以获得相济的流体温度数据，并在获得流体温度数据后，通过线缆实时传输至第二数据监测端口133，由第二数据监测端口133实时传输至控制装置135，进而由控制装置135对流体温度数据进行相应的处理后，再传输至对应的输出装置136和/或者存储装置139中，由输出装置136传输至对应的设备，和/或者由存储装置139对相应的温度数据进行存储。
进一步地，该采集装置131还可以包括：环境压力传感器4和环境温度传感器5。
所述环境压力传感器4和所述环境温度传感器5分别通过线缆与所述第三数据监测端口134连接，并将所测量的管道外海水压力数据和海水温度数据通过所述线缆传输至所述第三数据监测端口134。
具体的，环境压力传感器4通过线缆与第三数据监测端口134连接，用于测量预调试过程中海管外的海水压力数据，并将海水压力数据通过线缆传输至第三数据监测端口134。
通过在海管外设置该环境压力传感器4，可以在进行预调试作业时，实时监测管道外海水的压力情况，实时采集管道外海水的压力，以获得相应的海水压力数据，并在获得海水压力数据后通过线缆实时传输至第三数据监测端口134，由第三数据监测端口134实时传输至控制装置135，进而由控制装置135对海水压力数据进行相应的处理后，再传输至对应的输出装置136和/或者存储装置139中，由输出装置136传输至对应的设备，和/或者由存储装置139对相应的海水压力数据进行存储。
环境温度传感器5通过线缆与第三数据监测端口134连接，用于测量预调试过程中海管外的海水温度数据，并将海水温度数据通过线缆传输至第三数据监测端口134。
通过在海管外设置该环境温度传感器5，可以在进行预调试作业时，实时监测管道外海水的温度情况，实时采集管道外海水的温度，以获得相应的海水温度数据，并在获得海水温度数据后通过线缆实时传输至第三数据监测端口134，由第三数据监测端口134实时传输至控制装置135，进而由控制装置135对海水压力数据进行相应的处理后，再传输至对应的输出装置136和/或者存储装置139中，由输出装置136传输至对应的设备，和/或者由存储装置139对相应的海水温度数据进行存储。
如图3所示，本发明实施例中，输出装置136包括：声学数据传输端口6。
所述声学数据传输端口6与所述控制装置135连接，用于将所述预调试数据通过声波传输至水面。具体的，如图3所示，声学数据传输端口6将预调试数据传输至船舶声学传感器，以便于水面上的设备接收预调试数据。
进一步地，如图3所示，声学数据传输端口6将预调试数据传输至ROV声学传感器9，以便于位于水面下的ROV可实时获取预调试数据。
进一步地，该输出装置136包括：光学数据传输端口7。
所述光学数据传输端口7与所述控制装置135连接，用于将所述预调试数据通过光波传输至ROV上。具体的，如图3所示，光学数据传输端口7将预调试数据传输至ROV光学传感器8，由ROV光学传感器8接收，以便于ROV通过光学方式获取到预调试数据。
进一步地，该深水海管预调试数据通信系统还包括：设置在所述控制装置135与所述执行器15之间、接收所述控制装置135输出的控制信号并传输至所述执行器15的控制端口14。
具体的，如图3所示，该控制端口14包括：第一控制端口141和第二控制端口142。该第一控制端口141和第二控制端口142用于连接执行器15。
进一步地，本发明实施例的所述执行器15包括：电动阀门151和深水泵152。
如图3所示，第一控制端口141一端与所述控制装置135连接，另一端与所述电动阀门151连接。所述第二控制端口142一端与所述控制装置135连接，另一端与所述深水泵152连接。其中，控制装置135通过第一控制端口141控制电动阀门151的开度，从而实现流量控制。控制装置135通过第二控制端口142控制深水泵152的转速，从而实现流量压力调节。
进一步地，本发明实施例的预调试处理装置13还可以包括：可拆卸数据监测记录存储器10。
该可拆卸数据监测记录存储器10用于测量预调试过程中压力温度参数并存储。
以下对本发明公开的深水海管预调试数据通信系统的工作进行说明：
在预调试作业前，通过上位机11连接配置端口12，对预调试处理装置13进行配置(如图3所示，为对预调试处理装置13中的控制装置135进行配置)。
在作业过程中，控制装置135根据需求通过第一控制端口141控制电动阀门151的开度，通过第二控制端控制深水泵152的转速。其中，作业过程中的流量通过第一数据监测端口132传输至控制装置135，管路中的流体压力温度和流体温度数据则通过第二数据监测端口133传输至控制装置135，环境中的海水压力数据和温度数据则通过第三数据监测端口134传输至控制装置135。同时，管路中的流体压力数据、流体温度数据和管道外环境中的海水压力数据、海水温度数据还可以传输至可拆卸式数据监测记录存储器。
另外，控制装置135还将所得到的预调试数据传输至存储装置139进行存储，传输至显示装置137进行显示，并传输至声学数据传输端口6和光学数据传输端口7，ROV声学传感器9获取声学数据传输端口6的数据，并通过ROV数据线缆传输至水面，也可以通过船舶声学传感器获取声学数据传输端口6的数据，通过声波传输至水面。供电装置138则为存储装置139、控制装置135、显示装置137、存储装置139、声学数据传输端口6、光学数据传输端口7提供电能，确保存储装置139、控制装置135、显示装置137、存储装置139、声学数据传输端口6、光学数据传输端口7可正常、稳定工作。
本发明的深水海管预调试数据通信系统采用多种数据传输方式，互为备用，可满足3000米水深的海管预调试作业，有力保障深水油气田开发的效率与安全。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (14)
1.一种深水海管预调试数据通信系统，其特征在于，包括：
上位机，用于配置工作模式；
预调试处理装置，与所述上位机通信连接、根据所述上位机的配置控制切换不同的工作模式；
执行器，与所述预调试处理装置连接、根据所述预调试处理装置控制执行不同的工作模式。
2.根据权利要求1所述的深水海管预调试数据通信系统，其特征在于，还包括：配置端口；
所述配置端口设置在所述上位机与所述预调试处理装置之间，根据所述上位机的配置完成对所述预调试处理装置的配置。
3.根据权利要求1所述的深水海管预调试数据通信系统，其特征在于，所述预调试处理装置包括：
采集装置，用于在实施深水海管预调试时，采集深水海管的预调试参数；
控制装置，与所述采集装置连接、接收所述预调试参数并将所述预调试参数转换为预调试数据；
输出装置，与所述控制装置连接、接收所述预调试数据并输出；
存储装置，与所述控制装置连接、接收所述预调试数据并存储。
4.根据权利要求3所述的深水海管预调试数据通信系统，其特征在于，所述预调试处理装置还包括：显示装置；
所述显示装置与所述控制装置连接，用于接收所述预调试数据并显示。
5.根据权利要求3所述的深水海管预调试数据通信系统，其特征在于，所述预调试处理装置还包括：供电装置；
所述供电装置分别与所述控制装置、输出装置、存储装置和显示装置连接，用于向所述控制装置、输出装置、存储装置和显示装置提供电能。
6.根据权利要求3所述的深水海管预调试数据通信系统，其特征在于，还包括：设置在所述控制装置与所述执行器之间、接收所述控制装置输出的控制信号并传输至所述执行器的控制端口。
7.根据权利要求6所述的深水海管预调试数据通信系统，其特征在于，所述控制端口包括：第一控制端口；
所述执行器包括：电动阀门；
所述第一控制端口一端与所述控制装置连接，另一端与所述电动阀门连接。
8.根据权利要求6所述的深水海管预调试数据通信系统，其特征在于，所述控制端口包括：第二控制端口；
所述执行器包括：深水泵；
所述第二控制端口一端与所述控制装置连接，另一端与所述深水泵连接。
9.根据权利要求3所述的深水海管预调试数据通信系统，其特征在于，所述预调试处理装置还包括：第一数据监测端口；
所述采集装置包括：流量计；
所述流量计通过线缆与所述第一数据监测端口连接，用于测量预调试过程中流体流量数据，并将所述流体流量数据通过所述线缆传输至所述第一数据监测端口。
10.根据权利要求3所述的深水海管预调试数据通信系统，其特征在于，所述预调试处理装置还包括：第二数据监测端口；
所述采集装置包括：管路压力传感器和管路温度传感器；
所述管路压力传感器和所述管路温度传感器分别通过线缆与所述第二数据监测端口连接，并将所测量的管道内流体压力数据和流体温度数据通过所述线缆传输至所述第二数据监测端口。
11.根据权利要求3所述的深水海管预调试数据通信系统，其特征在于，所述预调试处理装置还包括：第三数据监测端口；
所述采集装置包括：环境压力传感器和环境温度传感器；
所述环境压力传感器和所述环境温度传感器分别通过线缆与所述第三数据监测端口连接，并将所测量的管道外海水压力数据和海水温度数据通过所述线缆传输至所述第三数据监测端口。
12.根据权利要求3所述的深水海管预调试数据通信系统，其特征在于，所述输出装置包括：声学数据传输端口；
所述声学数据传输端口与所述控制装置连接，用于将所述预调试数据通过声波传输至水面。
13.根据权利要求3所述的深水海管预调试数据通信系统，其特征在于，所述输出装置包括：光学数据传输端口；
所述光学数据传输端口与所述控制装置连接，用于将所述预调试数据通过光波传输至ROV上。
14.根据权利要求3所述的深水海管预调试数据通信系统，其特征在于，所述预调试处理装置还包括：可拆卸数据监测记录存储器；
所述可拆卸数据监测记录存储器用于存储管道内流体压力数据和温度数据。
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