[发明专利]深海油气田油气生产泄露误报警实验工艺

说明书

本发明涉及深海油气田油气生产泄露误报警实验工艺，提供了相应的实验系统及方法。本发明将第一闸阀置于试验水池内的水中，用以模拟水下生产系统；气源动力站向第一闸阀内部提供相应压力的气体，模拟水下生产系统生产油气，操作与第一闸阀连接的针阀松开，使气体漏出在水中产生气泡，来模拟油气泄漏；第二闸阀在水中启闭用于模拟背景噪声；水下声呐监测单元接收声音信号，传输至控制装置对声音信号的波形、频谱进行分析处理。本发明克服了原先在海洋设施现场深水油气田环境条件下测试时工况复杂、测试成本高昂的问题，有效加快了系统作业测试的进度，节省了测试成本。

技术领域

本发明涉及深海油气田油气生产泄露误报警实验系统及方法。

背景技术

深海油气资源开采过程中，由于泄漏导致的特大事故时有发生，对生产的安全性、经济型以及环境都会带来重大的影响，为此深海油气田生产的关键装备水下井口采油(气)树等的密封连接及高腐蚀管道部分的微泄漏的早期发现及时预警显得尤为重要，故建立其实验工艺过程。

发明内容

本发明提供一种深海油气田油气生产泄露误报警实验系统及方法，实验环境容易部署，测试过程简单，有效节省测试成本，加快测试进度。

本发明的一个技术方案是提供一种深海油气田油气生产泄露误报警实验系统，包含试验水池、气源动力站、第一闸阀、第二闸阀、针阀、水下声呐监测单元、控制装置；

所述第一闸阀和通过管线与之连接的针阀，一起置于试验水池内的水中；

所述气源动力站通过管线与第一闸阀连通，向第一闸阀充入设定压力的气体，所述针阀处于松开状态时，使该针阀处有气体泄漏；所述第二闸阀与所述第一闸阀在水中邻近布置，通过启闭第二闸阀模拟发出背景噪声；水下声呐监测单元接收声音信号并传输至控制装置。

优选地，使用1/2寸针阀，第一闸阀、第二闸阀分别使用3寸闸阀。

优选地，所述第一闸阀通过软管连接针阀及气源动力站。

优选地，所述水下声呐监测单元包含依次连接的水听器、声呐噪声计、噪声放大器，所述水听器在试验水池的水中与针阀隔开指定距离，所述噪声放大器与控制装置相连接。

优选地，泄漏时声音信号的频率在2.5-3.2kHz之间；模拟的背景噪声的频率在10.5-14.5kHz之间。

优选地，所述控制装置包含支持人机交互的操作平台，对声音信号的频谱谱线进行展现，气体泄漏时的声音信号及模拟的背景噪声对应不同的谱线波动。

本发明的另一个技术方案是提供一种深海油气田油气生产泄露误报警实验方法，使用上述任意一种深海油气田油气生产泄露误报警实验系统；其中，将第一闸阀和通过管线与之连接的针阀一起置于试验水池内的水中，用以模拟水下生产系统；气源动力站通过管线与第一闸阀连通，向第一闸阀充入设定压力的气体，来模拟水下生产系统生产油气，操作针阀松开使气体漏出，用以模拟油气泄漏，气体泄漏对应的声音信号的频率处于第一频段内；第二闸阀与第一闸阀在水中邻近布置，不对第二闸阀充气且不与针阀连接；通过启闭第二闸阀来模拟发出背景噪声，模拟的背景噪声的频率处于第二频段内，第一频段与第二频段不同；水下声呐监测单元将接收到的声音信号进行处理，并传输至控制装置对声音信号的波形、频谱进行分析。

优选地，将控制装置根据声音信号判断是否有气体泄漏和/或背景噪声的分析结果，与实际是否操作针阀松开使气体漏出和/或是否操作第二闸阀启闭的情况进行比对，来验证水下声呐监测单元及控制装置的泄漏监测功能及验证系统是否存在误报警的情况。

优选地，所述控制装置将监测到的声音信号的频率，与表示气体泄漏时声音信号对应的第一频段进行比对，当监测到的声音信号的频率进入所述第一频段的频率范围时，判断有气体泄漏；所述控制装置将监测到的声音信号的频率，与表示背景噪声的第二频段进行比对，当监测到的声音信号的频率进入所述第二频段的频率范围时，判断存在背景噪声。