[实用新型]一种用于海底可燃冰开采的光纤传感监控系统

说明书

本实用新型涉及一种用于海底可燃冰开采的光纤传感监控系统，包括可燃冰生产监控系统以及海上控制平台，可燃冰生产监控系统包括第一温度监控系统、振动监控系统和第一压力监控系统，分别用于检测得到甲烷生产管道内的温度分布信息、振动分布信息和压力分布信息。本实用新型的光纤传感监控系统，能够实时监测生产井中甲烷生产管道的温度分布、振动分布以及压力分布，结合分析得到生产井内水、气、砂的动态变化，获知可燃冰开采过程中砂子在甲烷生产管道内的流动情况，提前预判发生可燃冰二次生成或者砂子堵塞的情况，而且可以得知发生砂子堵塞的具体位置，便于进行疏通处理，从而实现安全高效、可持续的可燃冰开采活动。

技术领域

本实用新型涉及可燃冰开采技术领域，特别涉及一种用于海底可燃冰开采的光纤传感监控系统。

背景技术

可燃冰(CH4·nH2O)是一类在低温高压条件下由水和甲烷形成的一种冰状结晶物质。可燃冰在世界范围内广泛存在，大约22％的陆地和90％的大洋海底是形成它的潜在地区，主要分布在极地高原的永久冻土带及水深超过300m以下的海底。初步估算它的碳资源总量是全球所有化石燃料中碳含量的两倍，其矿藏量估计为1.5×1016m³至2.0×1016m³。据预测，我国可燃冰资源量将超过2000亿吨。由于“可燃冰”中气体组成99％为甲烷(CH4)，具有使用方便、燃烧值高、清洁无污染等特点，是公认的地球上尚未开发的最大新型能源，被誉为21世纪最有希望的战略资源。

在可燃冰的生产过程中，影响可燃冰产量的一个重要因素是生产井输送管道的堵塞问题。造成这一现象的原因主要有两个方面，一是水合物层的砂子随着甲烷气体进入输送管道，形成堵塞；二是甲烷气体在输送过程中，由于周围环境温度和压力的变化，使得甲烷气体和水重新结合形成固态的可燃冰，出现了二次生成现象，导致可燃冰的产量降低。

因此，现有技术有待发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种用于海底可燃冰开采的光纤传感监控系统，能够实时监控生产井内甲烷生产管道的温度分布、振动分布和压力分布，掌握生产井内水、气、砂的动态变化，准确定位可燃冰二次生成位置或砂子堵塞的位置。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种用于海底可燃冰开采的光纤传感监控系统，应用于海底可燃冰开采系统，所述海底可燃冰开采系统包括生产井、以及设置于生产井内的抽水管道、甲烷生产管道，所述抽水管道底部端口连接有气体分离装置，其中，

所述光纤传感监控系统包括可燃冰生产监控系统以及海上控制平台，所述可燃冰生产监控系统包括第一温度监控系统、振动监控系统以及第一压力监控系统；

所述第一温度监控系统包括第一分布式光纤测温仪、以及铺设于甲烷生产管道内的第一温度传感光纤，所述第一温度传感光纤用于检测所述甲烷生产管道内的温度信息并输送至所述第一分布式光纤测温仪，所述第一分布式光纤测温仪对该温度信息进行采集和计算，得到所述甲烷生产管道的温度分布信息；

所述振动监控系统包括分布式光纤振动传感仪、以及铺设于甲烷生产管道内的振动传感光纤，所述振动传感光纤用于检测所述甲烷生产管道内的振动信息并输送至所述分布式光纤振动传感仪，所述分布式光纤振动传感仪对该振动信息进行采集和计算，得到所述甲烷生产管道的振动分布信息；

所述第一压力监控系统包括第一压力检测仪以及安装于甲烷生产管道内的第一压力传感头，所述第一压力传感头用于检测所述甲烷生产管道内的压力信息并输送至所述第一压力检测仪，所述第一压力检测仪对该压力信息进行采集和计算，得到所述甲烷生产管道的压力分布信息；

所述第一分布式光纤测温仪、分布式光纤振动传感仪、第一压力检测仪分别固定于所述海上控制平台上。