宋小海(美钻能源科技(上海)有限公司，上海 200941)

0 引言

随着深海油气钻采技术的不断进步，我国的海洋油气行业正在快速地向深水迈进。海洋油气资源的大力勘探、开发和利用，在保障国家能源安全的同时，也带来了一系列的潜在环境安全问题，比如深海油气泄漏等。

由于水下油气田比较偏远，同时位于海底，水下生产设备一般处于无人监控状态。水下智能泄漏监测系统可以在线监测各种泄漏事故的发生，以便快速处理，控制和降低事故的风险。

本文主要介绍一种基于声纳技术的水下智能声纳监测系统，包括系统的工作原理、结构组成以及水池试验验证内容等[1-3]。

1 水下智能泄漏监测系统工作原理

对于泄漏监测系统而言，其首要技术指标即提前预警或快速响应，在保证时间的前提下还需降低错误报警的发生率。

本水下智能泄漏监测系统采用的是声呐技术，基于功率谱的声信号频带确定泄漏的发生。声波在海水中的传播速度约 1 500 m/s，而油气泄漏的声信号主要频率集中在2 000～7 500 Hz这一频率段。在5 000 Hz附近的频带范围内，有最大的功率谱值，因此5 000 Hz附近应是泄漏信号的主要频带区。本系统主要基于频谱互相关分析的信号检测，利用信号的自相关，可判定信号是否含有周期成分，并判定信号源位置。

2 系统构成

基于声呐技术的水下泄漏监测系统采取的是模块化设计，总体结构如图1所示。该模块主要包括带吊装芯轴的安装撬、声呐模块、水下湿插拔电接头以及包含电子元器件的水密电子舱。……