信号传输技术在水下生产系统的应用

刘孝强 张海峰 刘海东 陈星 姜立民

(中国石油集团海洋工程有限公司天津分公司，天津 300451)

0 引言

水下生产系统具有复杂性和多样性。信号传输技术使得水下生产系统的应用更为全面，并且真正能够利用数据的有效传递来实现对水下作业情况的判断，这不仅能够实现促进经济的发展，还能够降低水下作业的不安全因素生。对此，为了确保水下作业的安全性，则必须要有效将信号传输技术进行全面应用，从而才能够实现发挥其自身的作用。

1 水下信号传输工作的基本原理

(1)作为电力网运载的一种语言通信方式，电力线通讯工作的开展，能够有效利用电力线资源来实现推动传输工作的开展更具全面性。而且，在实际应用过程中，电力线通讯在应用原理上其实与传统的邮电线有着一致性，所以在实际运用的过程中，它既能够实现对基本数据的传送，又能够实现提高自身的运转效率。因为，它在工作时，可以通过输入信号转接到电力线调节器当中，这样通过调节器进行分辨转换，再传输至电力接口，就能够再循环工作下，满足输入、输出的工作。同时，随着信号的传递，高频振荡参数的不同也会导致其调节方式出现变动，因此按照不同信号的调制工作来看，调制方法又可以进行细化，这样就能够通过多种数字调制技术的应用来确保信息传递的真实性和真确性。但是，电力线通讯也具有一定的缺点，就是其整体在应用数据传递时，由于通信信道存在着不稳定性，这也导致自身在数据传输时，会出现数据丢失的问题[1]。并且，低电压线的干扰性较大，这也使得各种电气设备在应用的过程中，会导致瞬时脉冲干扰问题的出现，这些干扰脉冲的最大值可以达到上千伏特，这也会导致各种电气元件在应用的过程中，受其波动的干扰出现驻波干扰问题，从而就会使载波信号出现衰减现象，这也会导致信息传递时，出现信息丢失的现象。此外，线路不同位置的低电压线具有不同的特征，在具体应用的过程中，也会导致线路存在的负荷情况过高而使信号的传输效果变弱，特别是在同一电力线路当中，由于其传出特性会随着电压负荷的变化而变化，这也使得在进行低电压线路的通讯传输过程中，无法实现有效抑制干扰波频的出现，进而也会导致通信现在运转过程中，无法满足自身的运转需求。

(2)电磁感应系统在进行运用的过程中，能够确保水下传输工作的开展更具稳定性。因为，在电磁感应系统工作时，其系统会通过一次性补偿机制的使用来确保高频电流在运送时，降低频变效果，同时也能够在整流运输时，考虑波动频率的变化的实际情况进行调节，所以在实际进行信息传递时，它能够有效降低由于运转而带来的波频变化关系。而且，松耦合变压器的应用，也能确保在整体电流调节功率时作出有效的贡献，这样就能保证在二次补偿工作开展时，通过对高频电流的整理，来确保整体电力运输情况的有效提高。电磁感应系统的工作原理，其实就是通过公频交流电与高逆变工作的结合，是低频交流电转变为高频交流电能的一种方式，因此在进行数据传输时，将其电流传输至松耦合变压器之后，就能通过绕组工作来确保高频电磁场可以与二次绕组产生感应遇合，这样就能通过对其整体功率的调控，来确保向后负载供电工作的开展更具全面性。

(3)水下电子模块对于水下生产系统的应用而言有着十分重要的作用。因为，水下通讯工作需要完成下水运行，所以对于水下管汇系统整体的工作而言，该技术有着十分重要的应用性能。并且，在某些情况下，水下数据在传递时，其数据传递会受限，因此在进行主控系统的配置时，有效利用水下电子模块的设置，就能确保数据可以在传递时由主系统进行临时调用，这样就能够在水下电子模块内进行临时储存，并确保数据的质量可以得到有效控制。此外，该系统在应用时，由于水下电压频率波动较快，这也导致在实际数据传递时会产生一定的变化问题，而配合使用水下电子模块，能够确保其系统的自控性可以满足错误率的降低。

2 信号传输技术在水下生产系统的组成与应用

2.1 信号传输技术在水下生产系统的组成

水下生产系统距今已经有40年的历史，并且跟随着油田的开采就已经进行共同使用，所以在当前阶段中，针对深水油田而言，水下生产系统能够实际满足其自身的建设需求，并且也能确保在具体应用的过程中，提高其自身信号传递的稳定性。而且，该方式能够有效确保在降低投入成本的同时，使自身的安全性和稳定性获得提升。

水下生产系统包括两个部分。针对于地面部分而言，需要有基本的水面设施以及陆上处理站，而对于水下设施，则需要有水下井口、采油树、海底生产线、管汇以及控制系统，这样通过上下设施的配合使用，就能确保水下生产系统的运作，可以实现提高自身的稳定性。一般情况下，水下生产系统可以依托周边整体设施的应用而提高自身的使用效率，但是由于其自身设置平台的应用会在浅水区，因此在进行深水区的数据连接时，需要利用深水平台来进行数据的交换和传递，这样才能够使设备信号发射的波频更具稳定性。同时，有效利用新型设备的使用，确保数据运行的独立性获得提升。

针对深水作业而言，为了确保在进行信息传递时，能够实现对水下设备的有效控制，水下生产系统已经实现利用全新技术来提高对电液控制系统的有效应用，并且在当前阶段中，电液控制系统能够确保在实际运行时，提高自身信息传递的准确性和快速性，还能够通过液化来实现对不同模块的组合应用，这也使得在进行信息传输时，可以有效确保信息传递，能够适应深水生产系统自身的运转特点[2]。

在当前阶段中，水下生产系统在实际建设时，其实已经实现通过设备的共同应用来确保电力波传输与控制信号传递工作的融合开展。因此，在进行实际信息传递时，其实就能通过电力设施进行信号传播来确保自身的通信数据更具稳定性。但是，在原有的技术支持上，新型设备的应用可以确保电力线路能够被岸上设备连接和控制，所以在进行水下管理时，也能通过数控模块的使用，就能确保电力供应与水下设备的共同应用可以实现一致性。除此以外，在进行水下检验的过程中，也能够有效利用水下设备来确保对整体环境压力、温度以及液位等数据进行全面收集，这样通过信息传递和数据传输，就能确保利用岸上主控系统的应用来实现对水下生产的全部控制。

2.2 信号传输技术在水下生产系统的应用

2.2.1 PLC技术的应用

在水下生产系统的运行过程中，电力通信技术能够实现对水上设施和地下设施的共同应用，并且能确保在电力输送时，利用通信来提高整体数据连接的效率。在信息传输系统当中，水下生产控制系统能够利用水上管控管汇来实现对水下设备的有效控制，这也使得数据传输可以利用电子模块来进行数据收集，这样就能通过控制系统功能的发挥，确保数据在传递时可以真正满足自身的应用稳定性，并且也能确保在实际运输中，防止由于电磁波动而导致的数据丢失现象。

一般情况下，操作人员可以利用主控系统来实现对水上设备和水下设备的共同控制，还能够利用控制面板来观察数据整体的运转状态，并实现对水下阀门的有效控制，这也使得在整体技术的应用上，实现了由岸上人员对水下操作的有效管理，并确保在信息传递时，能够通过各组件之间的共同协作来实现确保数据传输的稳定性。由于水下控制模块可以通过信号传递来实现将信号利用电力线进行上调，这样也能实现在电力运输时，确保信号传输的稳定性获得提升[3]。而且，在深海作业时，由于下控模块可以利用传感器进行数据回传，这也使得数据的传入与传输工作开展更加顺滑，并确保能够在电子模块的应用下，实现对主控单元波频载号的解码，进而就能够实现利用信息数据传递来提高自身运转的实际效率。

2.2.2 SEM技术的应用

水下电子模块儿只是整体系统应用当中的一部分，但是就其自身作用而言，它有着十分突出性的特点。因为，水下控制模块包括了对于微处理器的应用，这使得在主控单元进行解码时，可以有效利用电子模块来实现对水下闸门的操作，并且在进行水下采油树及井口压力缓解时，也能够利用电子模块进行数据的实时上传，这样当信号发生中断问题时，则可以利用电子模块来实现预警功能，这样也能确保在实际应用的过程中，有效防止安全事故的发生。此外，电子模块可以控制系统的二进制平移模式进行共同应用，这样也能确保数字调频信号在进行传输的过程中，可以通过不同渠道来进行传递，从而也能确保数据传递的及时性。

2.2.3 电磁技术的应用

电磁感应技术能够确保在水下传输工作中，提高无线电能传输技术应用的精准性，而且在利用高频松耦合变压器的共同使用后，也能实现对能量的有效传输和转变，这也使得在电子信号传递时，可以利用高频交流电的运作来实现对其自身信号的有效传递。同时，相较于普通的信号传输工作而言，电磁感应模式能够有效提高电力变压器的应用效果，并确保在进行高频电能转化时，可以利用松耦合变压器来实现对于整体电压力的有效调整，这样就能够在提高运输效率的同时，真正做到降低由于传输不足和波频变化而导致的信号中断问题。

3 结语

在深海油田的工作开展中，为了确保地上设备与地下设备的共同应用，能够实现提高整体工作开展的运行效率，则必须要针对水下生产系统的应用进行全面分析，从而才能够利用信号传输技术的使用来确保整体工作的开展更具全面性和严谨性，进而才能够在真正做到提高经济效益发展的同时，确保水下作业的安全性，并且也能够真正实现降低由于信息传递不足而导致的风险问题发生。