[发明专利]一种海底油气管线管道路由测量声纳设备

说明书

技术领域

本发明涉及水声定位声纳设备领域，特别是涉及一种应用于海洋油气工程施工中的海底油气管线管道路由测量声纳设备。

技术背景

随着人类近百年的开采，陆地石油资源日益枯竭，海洋成为人类对石油天然气的新供给。在目前的海洋油气资源的开采作业中，海底油气管线以其作用距离远、覆盖范围广、传输流量大、消耗成本低的优点成为海洋油气资源传输、开采作业给料出料的首选方式，因此在海底油气田建设期间，铺设海底油气管线为海洋油气工程的重要施工环节之一。在铺设海底油气管线的过程中，必须保证油气管线按预定的路线位置铺设，因而需要实时监测所铺设管线的位置、测量管线的路由情况。故实际海洋油气管线铺设作业中，在铺管船的后方一般配备一条管道路由测量水面支持船只，利用水声定位设备完成海底管道路由的测量。现有水声定位设备用于海底管道路由测量作业中存在设备专用性差、作业模式单一、抗噪声多途能力弱的缺点，因此本发明公开一种用于海底管道路由测量的专用声纳，能够满足海洋油气工程铺管作业中的相关需求。

发明内容

本发明为了解决现有水声定位设备用于海底管道路由测量作业中存在设备专用性差、作业模式单一、抗噪声多途能力弱的问题，进而提供一种海底油气管线管道路由测量声纳设备。

本发明的目的是这样实现的：

一种海底油气管线管道路由测量声纳设备，它包括管道路由测量声纳船载分系统1、管道路由测量声纳水下机器人（ROV）分系统2以及外接辅助设备3；

所述管道路由测量声纳船载分系统1安装于管道路由测量水面支持船只上，该分系统用于声学测量管道路由测量声纳ROV分系统相对支持船只的位置，并利用外接辅助设备3输入信息计算管道路由测量声纳ROV分系统2的大地坐标；

所述管道路由测量声纳ROV分系统2安装于水下管道路由探查使用的ROV上，该分系统可工作于声触发、外触发、自触发三种模式，用于发射管道路由测量声信号，管道路由测量声纳船载分系统1检测该信号后可确定ROV分系统的位置完成路由测量作业。

所述管道路由测量声纳船载分系统1由管道路由圆形测量阵4、路由测量信息综合处理机5、人机交互计算机6组成；

所述管道路由测量声纳ROV分系统2由收发合置声学测量换能器7、声纳ROV分系统控制处理舱8、电池包9、耐压水密外壳10组成；

所述外接辅助设备3由GPS定位设备11和声速剖面仪12组成；

所述管道路由圆形测量阵4用于接收测量声纳ROV分系统2发射的声信号，将其转换为电信号；将路由测量信息综合处理机5发射的电信号转换为声信号发射到水中；所述路由测量信息综合处理机5用于测量计算管道路由测量声纳ROV分系统2的大地坐标，并完成海底油气管线管道路由声纳的整体控制；所述声纳ROV分系统控制处理舱8用于接收外触发电信号、解析声触发信号或根据周期自触发信号发射管道路由测量声信号，并完成对海底油气管线管道路由声纳ROV分系统的整体控制；声纳ROV分系统控制处理舱8位于耐压水密外壳10中，通过电缆与所述收发合置声学测量换能器7以及电池包9相连；GPS定位设备11通过电缆将测量数据传输至人机交互计算机6，所述声速剖面仪12用于采集作业水域的声速剖面数据，并输入到管道路由测量声纳ROV分系统2中。

所述路由测量信息综合处理机5主要用于完成信号检测与测量解算、数据传输与通信和系统控制，其包括：外部机箱以及机箱内部的预处理单元16、抽样量化单元17、总体管理单元18、路由信息解析单元19、并-串转换单元20、功放单元21；其中总体管理单元18与预处理单元16、抽样量化单元17、路由信息解析单元19相连，路由信息解析单元19与并-串转换单元20、功放单元21相连；预处理单元16与抽样量化单元17相连，抽样量化单元17与路由信息解析单元19相连，路由信息解析单元19与并-串转换单元20相连，预处理单元16通过电缆与机箱外部的管道路由圆形测量阵4相连；并-串转换单元20通过电缆分别与人机交互计算机6以及外接辅助设备3相连。

所述预处理单元16用于实现对各个通道信号的放大滤波以及增益控制；单元依次采用高精度仪表放大器AD616实现固定增益放大，压控电压源二阶带通滤波电路实现带通滤波，利用继电器改变放大器反馈电阻实现电路增益调整，集成滤波器LTC1562完成后级带通滤波，经过光耦隔离后通过ADA4841集成运放完成单元的末级驱动，将放大滤波调理后的信号送入抽样量化单元17。