摘要：海洋蕴藏着丰富的自然资源,深海观测数据连续和实时获取在海洋资源开发时起着重要作用。在海洋勘探过程中,实时获取和传输海底井口温度、压力等传感器数据至关重要。水声通信机在水下具有不可替代的优势,文中基于单载波调制下的自适应判决反馈均衡器技术,设计了潜标与水面钻井平台的单载波水声通信系统,并实现了该系统的嵌入式软件开发。系统使用具有指向性的收发合置换能器,用来抑制海底、海面以及其他钻井平台结构声反射带来的多径干扰,为了长期工作,具有唤醒功能。且根据钻井平台实测噪声数据设计了通信参数,嵌入式系统在吉林松花湖进行验证,实验结果表明,在1.44 km水平距离上该系统可以实现稳健的数据传输。

摘要：海上高温高压井测试技术在地面流程方面主要有水合物生成堵塞管线导致流程超压、高温密封失效、地面流程冲蚀泄漏及燃烧产生高热辐射等难题。为了安全高效地完成测试作业,基于海上平台空间受限的特点,结合高温高压井测试风险,设计了一套海上高温高压井测试地面流程,建立了一套海上高温高压井测试流程安全控制技术。通过多节点监测实现测试作业动态数据的实时监控和记录,预防了事故的发生并能及时处理复杂情况;通过设备及管线的安全配置,提高作业施工的安全性;设置地面流程应急关断屏障及测试应急放空流程,在发生泄漏时能及时截断地层高压流体来源,有效解决管线堵塞导致的流程憋压、超压问题;设置立体布控的喷淋冷却系统,防止高产天然气燃烧产生的强热辐射对平台设备和人员造成伤害。该技术现场应用效果良好,具有进一步推广应用价值。

摘要：针对深水天然气水合物层固井对水泥浆体系低水化热、及现代生态文明建设对工业废料有效利用的双重要求,重点利用粉煤灰及矿渣对水泥浆体系水化热的控制效应制备了以常规波特兰水泥为主料、粉煤灰及矿渣为辅料的低水化热水泥浆体系。采用自研半绝热测试实验设备对水泥浆体系早期水化过程中温度进行了连续测量,以水泥浆体系最高温度(TMAX)及最大水化温升(TRISE)表征了粉煤灰及矿渣对水化热控制效应。实验结果表明,粉煤灰及矿渣均可大幅度降低水泥浆体系早期水化热。同时,后期力学性能测试结果显示复掺矿渣有助于水泥浆体系早期强度的发育;另外,结合文献报道复掺粉煤灰有利于水泥浆体系后期强度的发育,极大的改善了水泥石致密性及耐久性。因此,基于2∶1∶1 (水泥∶粉煤灰∶矿渣)的质量配比制备了低水化热水泥浆体系CFS1-1,综合性能研究表明该低水化热水泥浆体系CFS1-1低温条件下具备较好的工程应用性能,为深水天然气水合物层固井水泥浆体系的设计提供了一种可行的方案,同时也实现了粉煤灰及矿渣等工业废料的高效及合理利用。

摘要：可靠的深海远程通信技术在水下安全和海洋开发等方面扮演着重要的角色,其中有缆遥传短节是系统的关键组成部分。介绍了深海地层测试有缆遥传短节系统结构及其编解码调制解调的基本原理,在对比分析了数据传输特点后,使用OFDM+曼彻斯特码代替目前常用的OFDM+AMI码的编码方式,以曼彻斯特码中丰富的时钟信号来提高在深海地层测试信道环境中高速数据传输时解码端的解码准确率。然后通过自顶向下模块划分的设计方法给出了在现场可编程门阵列上遥传短节系统的硬件实现方案,在高性能FPGA上分别设计了OFDM调制解调器、曼彻斯特码调制解调器及相应的传输耦合电路来构建OFDM码与曼彻斯特码编码转换的遥传短节系统。最后通过综合仿真,验证了系统能稳定运行,也验证了设计方法的可行性。