(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210799860.0 (22)申请日 2022.07.08 (71)申请人 中海油研究总院有限责任公司 地址 100028 北京市朝阳区太阳宫南 街6号 院中海油大厦B座 申请人 江苏亨通海洋光网系统有限公司 (72)发明人 朱春丽　王雄　尹丰　许人东　 孙钦　陈迪　杨金丽　钟雨桐　 (74)专利代理 机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 专利代理师 赵悦 (51)Int.Cl. H04J 3/06(2006.01) H04B 10/25(2013.01) H04N 7/18(2006.01)G01C 13/00(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种网络时间同步 监测系统 (57)摘要 本发明属于深水油气开 发技术领域， 涉及一 种网络时间同步监测系统， 包括： 时钟服务器、 交 换机、 光纤脐带缆、 水下路由模块、 水下分配单元 和水下环 境监测模块； 交换机将时间请求报文发 送给时钟服务器， 时钟服务器响应请求， 输出与 GPS卫星或北斗卫星同步的时间信号发送给交换 机， 交换机通过光纤脐带缆发送给水下路由模 块， 水下路由模块将接收到的信号发送至水下分 配单元， 水下分配单元将信号分配至各个水下环 境监测模块， 水下环境监测模块获得准确的时间 信息， 从而调整水下环境监测模块的系统时钟， 实现时间同步。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115208503 A 2022.10.18 CN 115208503 A 1.一种网络时间同步监测系统， 其特征在于， 包括： 时钟服务器、 交换机、 光纤脐带缆、 水下路由模块、 水 下分配单 元和水下环境监测模块； 所述交换机将时间请求报文发送给所述时钟服务器， 所述时钟服务器响应请求， 输出 与GPS卫星或北斗卫星同步的时间信号发送给所述交换机， 所述交换机通过所述光纤脐带 缆发送给所述水下路由模块， 所述水下路由模块将接 收到的信号发送至水下分配单元， 所 述水下分配单元将所述信号分配至各个水下环境监测模块， 所述水下环境监测模块 获得准 确的时间信息， 从而调整所述水 下环境监测模块的系统时钟， 实现时间同步。 2.如权利要求1所述的网络时间 同步监测系统， 其特征在于， 所述 时间同步监测系统还 包括故障诊断和在线监测模块， 所述故障诊断和在线监测模块与所述交换机连接， 用于接 收水下环境监测模块的监测数据， 对所述监测数据进行分析处理， 以识别水下生产环境存 在的外部风险， 并发出报警指令 。 3.如权利要求2所述的网络时间 同步监测系统， 其特征在于， 所述 时间同步监测系统还 包括主控站， 所述主控站与所述交换机连接， 所述主控站通过与所述交换机连接的水下环 境监测模块对水下生产环境进行监测和控制并接 收所述故障诊断和在线监测模块发出的 报警指令， 进行报警并紧急关停故障设备。 4.如权利要求1所述的网络时间 同步监测系统， 其特征在于， 所述光纤脐带缆通过水上 脐带缆终端与所述交换机连接， 所述光纤脐带缆通过水下脐带缆 终端与所述水下分配单元 连接。 5.如权利要求1所述的网络时间 同步监测系统， 其特征在于， 所述水下路由模块采用以 太网或串口通信直接与所述水下环境监测模块连接， 以太网通过直接接入交换机， 串口通 信则通过串口服务器将串口转换为以太网网口， 然后接入交换机， 所述水下路由模块将所 述水下环境监测模块发出的时间请求报文和采集的监测信号发送至所述交换机 。 6.如权利要求1所述的网络时间 同步监测系统， 其特征在于， 所述 时间同步监测系统还 包括水下控制模块， 所述水下控制模块安装在水下采油树和管汇上， 用于对所述水下采油 树和管汇的液压进行控制， 并调节井口开度， 同时读取井下温度和压力。 7.如权利要求6所述的网络时间 同步监测系统， 其特征在于， 所述水下控制模块和所述 水下路由模块之间通过光纤通信、 以太网通信、 D SL通信或电力线载波通信进行通信连接 。 8.如权利要求7所述的网络时间 同步监测系统， 其特征在于， 所述水下控制模块和所述 水下路由模块均设置备份， 水下环境监测模块中传感仪器也设置备份， 当水下控制模块、 水 下路由模块或传感仪器发生 故障时， 水下控制模块通过冗余协 议快速切换到备份水下控制 模块、 水下路由模块或传感仪器。 9.如权利要求1所述的网络时间同步监测系统， 其特征在于， 所述时间请求报文为PTP 时间报文、 NTP时间报文或SNTP时间报文。 10.如权利要求1所述的网络时间同步监测系统， 其特征在于， 所述水下环境监测模块 包括水下摄像头、 水听器或声学多普勒流速剖面仪 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115208503 A 2一种网络时间同步监测系统 技术领域 [0001]本发明涉及一种网络时间同步 监测系统， 属于深水油气开发技 术领域。 背景技术 [0002]海洋面积约占地球表面积的70.8％， 蕴藏着丰富的资源， 包含生物资源、 油气资 源、 矿产资源、 海水化学资源等。 [0003]在勘探和开发海洋资源时， 人类不能直接看到实时画面， 因此要借助水下环境监 测系统， 比如水下摄像机和水听器对水下生产系统进行在线监测， 保障开采系统的安全运 行。 近年来海洋勘探系统主要使用电缆通信方式， 因为其系统简单、 便于维护， 但是它信号 衰减大、 速率低、 时延大， 会影响视频信号图像质量， 尤其当系统搭载多个摄像机时， 电缆通 信不满足视频监控要求。 发明内容 [0004]针对上述问题， 本发明的目的是提供了一种网络时间同步监测系统， 其可以对水 下生产系统进行长期、 原位、 实时观测， 对水下生产系统实现在线监测和故障诊断， 保障水 下油气田开发过程的安全运行。 [0005]为实现上述目的， 本发明提出了以下技术方案： 一种网络时间同步监测系统， 包 括： 时钟服务器、 交换机、 光纤脐带缆、 水下路由模块、 水下分配单元和水下环境监测模块； 交换机将时间请求报文发送给时钟服务器， 时钟服务器响应请求， 输出与GPS  卫星或北斗 卫星同步的时间信号发送给交换机， 交换机通过光纤脐带缆发送给水下路由模块， 水下路 由模块将接收到的信号发送至水下分配单元， 水下分配单元将信号分配至各个水下环境监 测模块， 水下环境监测模块 获得准确的时间信息， 从而调整 水下环境监测模块的系统 时钟， 实现时间同步。 [0006]进一步， 时间同步监测系统还包括故障诊断和在线监测模块， 故障诊断和在线监 测模块与交换机连接， 用于接收水下环境监测模块的监测数据， 对监测数据进 行分析处理， 以识别水 下生产环境存在的外 部风险， 并发出报警指令 。 [0007]进一步， 时间同步监测系统还包括主控站， 主控站与交换机连接， 其通过水下环境 监测模块对水下生产 环境进行监测和控制， 并接收故障诊断和在线监测模块 发出的报警指 令， 进行报警并紧急关停相应设备。 [0008]进一步， 光纤脐带缆通过水上脐带缆终端与交换机连接， 光纤脐带缆通过水下脐 带缆终端与水 下分配单 元连接。 [0009]进一步， 水下路由模块能够采用以太网或串口通信的方式直接与水下环境监测模 块连接， 以太网通过直接接入交换机， 串口通信则通过串口服务器将串口转换为以太网网 口， 然后接入交换机， 水下路由模块将水下环境监测模块发出的时间请求报文和采集的监 测信号发送至交换机 。 [0010]进一步， 时间同步监测系统还包括水下控制模块， 水下控制模块安装在水下采油说　明　书 1/4 页 3 CN 115208503 A 3