[实用新型]一种基于半潜式钻井平台船位仪的实时水下声速测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属水声测量领域，具体涉及一种基于半潜式钻井平台船位仪的实时水下声速测量装置。

背景技术

半潜式钻井平台船位仪的主要功能是在平台钻井作业过程中，利用水声技术，监视平台与井口的水平方向相对位移，为船长操船提供依据，在偏移超出人工设定门限时可自动报警，避免过大的漂移造成隔水管折断或井口失控带来损失。船位仪采用超短基线定位原理，其定位精度取决于水下声速、基阵孔径、到达两相对基元的相位差/时延差等。

声速是海水介质中重要的声学参数，由于不同海域、不同季节的声速剖面各不相同，对声波在海水中的传播影响很大。超短基线定位系统要对水下目标进行精确定位，必须对声速剖面进行精确测量，进而通过分层声速迭代算法进行声线修正，以获得高精度的定位数据。

需要一种基于半潜式钻井平台船位仪的实时水下声速测量装置。

发明内容

本实用新型为了解决在半潜式钻井平台上进行海水声速测量的不便而提出的一种实时水下声速测量装置。

根据第一个方面，本实用新型的实施例提供了一种基于半潜式钻井平台船位仪的实时水下声速测量装置，其中，包括：船位仪甲板测量设备、超短基线阵、水下应答器；船位仪甲板测量设备设置于半潜式钻井平台上方，超短基线阵设置于半潜式钻井平台底面，水下应答器设置于防喷器。

在本实用新型的实施例中，水下应答器被配置为测量海水温度，并将温度数据发送至超短基线阵；超短基线阵被配置为将温度数据传输至船位仪甲板测量设备；船位仪甲板测量设备被配置为根据温度数据计算水下应答器的深度。

本实用新型的主要特征为：(1)在应答器下放至海底的过程中实时测量不同深度的水温，适用于海上钻井平台等不便利用自动温深记录仪或声速仪测量的场合，不需专门进行海中声速的测量；(2)再利用水声通信技术将深度-温度数据实时调制发送到船位仪甲板单元，系统主机还可以根据海中声速计算公式计算出该水域的声速剖面数据，并进行声线修正，提高定位精度。

附图说明

图1为基于半潜式钻井平台船位仪的实时水下声速测量装置工作示意图。

图中，1-半潜式钻井平台；2-船位仪甲板测量设备；3-超短基线阵；4-水下应答器；5-防喷器。

具体实施方式

以下，根据附图和具体实施例对于本实用新型做进一步的说明。

图1为基于半潜式钻井平台船位仪的实时水下声速测量装置工作示意图。如图1所示，所述基于半潜式钻井平台船位仪的实时水下声速测量装置包括：船位仪甲板测量设备2、超短基线阵3、水下应答器4。船位仪甲板测量设备2设置于半潜式钻井平台1上方，超短基线阵3设置于半潜式钻井平台1底面，水下应答器4设置于防喷器5。

水下应答器4被配置为测量海水温度，并将温度数据发送至超短基线阵3。超短基线阵3被配置为将温度数据传输至船位仪甲板测量设备2。船位仪甲板测量设备2被配置为根据温度数据计算水下应答器4的深度。

根据温度数据计算深度可以使用公式(1)。公式(1)为一种典型的海水中声速的经验公式：

c＝1449.2+4.6t-0.055t²+0.00029t³+(1.34-0.01t)(S-35)+0.016H(1)

式中，t为温度(℃)；S为盐度(‰)；H为深度(m)。

在盐度和声速已知的情况下，深度为温度的函数。

本实用新型提出一种半潜式钻井平台船位仪的水下声速实时测量装置，当半潜式钻井平台1就位后开始作业时，水下应答器4安装于防喷器5上，随防喷器5下放到海底，在下放过程中水下应答器4实时测量不同深度下的水温数据，并依据水声通信协议将深度-温度数据实时调制发送出去，由平台下部的超短基线阵3接收，并最终由船位仪甲板测量设备完成接收水声信号的调理、解调和信号处理后，得到深度-温度数据，系统主机根据海中声速计算公式计算出该水域的声速剖面数据，利用射线声学理论，修正因声速变化引起的声线弯曲对水声定位带来的影响，提高系统定位精度。