一种海洋浮式平台原型测量系统的制作方法

本发明是关于一种用于获取海洋平台现场监测数据的海洋浮式平台原型测量系统，属于海洋石油测量技术领域。

背景技术：

海洋浮式平台及其附属的锚泊系统、立管系统共同组成了深水油气开发的浮式生产(钻井)系统，在油气勘探、生产等作业中扮演着极为重要的角色，但是由于人员操作、极限海洋环境条件、设计缺陷等原因，海洋浮式平台仍然会发生不同程度的事故，如上部模块破坏、锚泊系统失效、极端环境下平台运动过大等，存在一定的安全隐患，并且由于海洋浮式平台和油气开发的特殊性，平台一旦发生安全事故，后果将非常严重，会带来巨大的人员伤亡、财产损失和环境污染问题，因此，人们越来越重视海洋浮式平台的安全问题，并采取多种措施来预防和减少事故的发生。

研究和开发海洋浮式平台原型测量系统，就是预防和减少平台安全事故的一种有效手段，国外开展过关于海洋浮式平台(Marco Polo张力腿平台)的监测研究，包括平台运动模态阻尼影响、环流作用下平台运动特性、立管螺旋侧板和张力腱整流罩VIV抑制作用、飓风条件下平台的整体性能评估和平台疲劳寿命评估，为海洋浮式平台的安全运行积累经验并提供指导，通过海洋浮式平台原型测量系统可以有效掌握和了解海洋浮式平台的相关重要参数，必要时可以基于监测数据开展安全评估，同时在海洋浮式平台运行阶段可以指导现场的安全操作，并且可以有效地预防一些安全事故，提前核实、评价海洋浮式平台的安全性问题并给出指导意见。

我国海洋石油工程正处在由浅水到深水的跨越阶段，国家正在积极进行南海深水开发的技术储备，并已经开始在南海开展大量深水开发工作，但是目前没有现成模式的海洋浮式平台的原型测量系统。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够预防和减少平台安全事故的海洋浮式平台原型测量系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种海洋浮式平台原型测量系统，其特征在于，该测量系统包括采集装置、监测站、主控机、网络服务器和电力间，其中，所述主控机放置在海洋浮式平台上；所述采集装置用于采集所述海洋浮式平台所处海域的状态数据；所述监测站通过所述采集装置获取所述海洋浮式平台所处海域的状态数据并将其发送到所述主控机；所述主控机将接收的所述海洋浮式平台所处海域的状态数据进行滤波、统计分析和坐标转换处理得到监测数据，并将监测数据通过所述网络服务器传送到外部设备；所述电力间用于为所述海洋浮式平台原型测量系统的各器件进行供电。

优选地，所述监测站包括船艉监测站和船艏监测站，所述船艉监测站放置在海洋浮式平台的一端，所述船艏监测站放置在海洋浮式平台的另一端。

优选地，所述采集装置分布在海洋浮式平台不同位置或通过海洋浮式平台放置在海里不同位置；所述采集装置包括并联连接所述船艉监测站的水深计、应变仪、波浪雷达、第一风速仪、海流计、拾振器和摄像头装置，所述采集装置还包括并联连接所述船艏监测站的第二风速仪、GPS定位系统、惯性导航系统、振动传感器、气压计和倾角仪。

优选地，所述船艉监测站和船艏监测站均包括有监测设备主机、数据采集器、光纤、光纤收发器和串口服务器，所述监测主机通过控制所述数据采集器对所述采集装置获取的所述海洋浮式平台所处海域的状态数据进行采集，并将采集的所述海洋浮式平台所处海域的状态数据通过所述光纤经所述光纤收发器和串口服务器发送到所述主控机。

优选地，所述主控机内设置有数据处理系统，数据处理系统对所述海洋浮式平台所处海域的状态数据进行滤波、统计分析和坐标转换得到监测数据，其中，监测数据为原始数据、处理后数据和/或历史数据，并将得到的监测数据进行存储，存储后的监测数据通过所述主控机的显示器上进行显示。

优选地，所述电力间包括智能电池组充放电机、平台供电系统和蓄电池组，所述智能电池组充放电机的输入端连接所述平台供电系统，所述智能电池组充放电机的一输出端分别连接所述船艉监测站、船艏监测站和主控机，所述智能电池组充放电机的另一输出端连接所述蓄电池组。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的海洋浮式平台原型测量系统可以在各种环境条件下进行自动实时在线监测，且能够对海洋浮式平台所处海域的状态数据进行数据采集、存储和查询，主控机可以实时对监测数据进行分析处理，便于随时对平台结构的安全性进行评价，并指导生产作业，可以有效地预防和减少平台安全事故。2、本发明利用主控机和网络服务器可以通过网络将监测数据和图片等信息传送到相关部门或陆地监控中心，同时可以实现陆地远程控制的功能，相关人员可以在陆地办公，便于更多人员使用原型测量系统和查看监测数据，有利于扩大原型测量系统和监测数据的影响力。3、本发明采用船艏监测站和船艉监测站对采集装置的数据线路和供电线路等进行集成，能有效避免主控机和电力间分别对采集装置中的每个器件布置数据线路和供电线路，可以减少各种线路的布置，也可以减少海上线路施工的工作量，节省费用。4、本发明可以实现台风条件下平台供电系统断电后的海洋浮式平台现场监测，可以获取宝贵的台风条件下的监测数据，以及积累相关经验，有利于今后海洋浮式平台在我国海域的安全生产和运维，可以广泛用于海洋浮式平台中。

附图说明

图1是本发明海洋浮式平台原型测量系统的结构示意图；

图2是本发明海洋浮式平台原型测量系统的供电系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

如图1所示，本发明的海洋浮式平台原型测量系统包括采集装置1、监测站、主控机3、网络服务器4和电力间5，采集装置1用于采集海洋浮式平台所处海域的状态数据，监测站通过采集装置1获取海洋浮式平台所处海域的状态数据并将其发送到主控机3，监测站连接主控机3，用于实现监测站与主控机3之间的数据共享；主控机3放置在海洋浮式平台上，用于对接收的海洋浮式平台所处海域的状态数据进行滤波、统计分析和坐标转换处理得到监测数据，并将监测数据通过网络服务器4传送到相关部门或陆地监控中心；电力间5分别连接监测站和主控机3，用于为监测站和主控机3进行供电，并通过监测站为采集装置1和网络服务器4供电。

在一个优选的实施例中，监测站包括船艉监测站2-1和船艏监测站2-2，船艉监测站2-1放置在海洋浮式平台的一端，船艏监测站2-2放置在海洋浮式平台的另一端。

在一个优选的实施例中，采集装置1分布在海洋浮式平台不同位置或通过海洋浮式平台放置在海里不同位置，采集装置1包括摄像头1-1、水深计1-2、应变仪1-3、波浪雷达1-4、第一风速仪1-5、第二风速仪1-6、海流计1-7、拾振器1-8、GPS定位系统1-9、惯性导航系统1-10、振动传感器1-11、气压计1-12和倾角仪1-13，摄像头1-1可以通过一硬盘录像机7连接船艉监测站2-1，水深计1-2、应变仪1-3、波浪雷达1-4、第一风速仪1-5、海流计1-7和拾振器1-8通过信号传输线并联连接船艉监测站2-1；第二风速仪1-6、GPS定位系统1-9、惯性导航系统1-10、振动传感器1-11、气压计1-12和倾角仪1-13通过信号传输线并联连接船艏监测站2-2。

在一个优选的实施例中，船艉监测站2-1和船艏监测站2-2均为现有集成装置，均包括有监测设备主机、数据采集器、光纤、光纤收发器和串口服务器，监测主机通过控制数据采集器对采集装置1获取的海洋浮式平台所处海域的状态数据进行采集，并将采集的海洋浮式平台所处海域的状态数据通过光纤经光纤收发器和串口服务器发送到主控机3。

在一个优选的实施例中，主控机3内设置有一数据处理系统，数据处理系统对海洋浮式平台所处海域的状态数据进行滤波、统计分析和坐标转换得到监测数据，监测数据可以是原始数据、处理后数据和/或历史数据，并将得到的监测数据进行存储，存储后的监测数据可以通过数据成像等统计手段在主控机3的显示器上进行显示。

如图2所示，电力间5包括智能电池组充放电机5-1、平台供电系统5-2和蓄电池组5-3，智能电池组充放电机5-1的输入端与平台供电系统5-2连接，用于将平台供电系统5-2提供的480V的交流电在变压器和智能电池组充放电机5-1的作用下转换为48V的直流电，智能电池组充放电机5-1的一输出端分别与船艉监测站2-1、船艏监测站2-2和主控机3连接，用于为船艉监测站2-1、船艏监测站2-2和主控机3进行供电，智能电池组充放电机5-1的另一输出端与蓄电池组5-3连接，用于为蓄电池组5-3进行充电，且当切断平台供电系统5-2供电时，由蓄电池组5-3进行供电。

下面通过具体实施例详细说明本发明的海洋浮式平台原型测量系统的使用过程：

1)船艉监测站2-1和船艏监测站2-2通过采集装置1获取海洋浮式平台所处海域的状态数据，并将其自动发送到主控机3；

2)主控机3中的数据处理系统对接收的海洋浮式平台所处海域的状态数据通过数据计算分析，自动生成每天的监测日报，通过网络服务器4经互联网将每天的监测日报和相关监测数据发送到相关部门或陆地监控中心；

3)海上平台人员可以通过主控机3直接获取监测数据和操控原型测量系统，陆地人员可以通过设置远程共享账户以及设置一定的权限访问和操作海洋浮式平台的主控机3间接获取监测数据和操控原型测量系统；

4)在台风条件下，平台供电系统5-2断开供电，蓄电池组5-3通过智能电池组充放电机5-1直接对本发明的海洋浮式平台原型测量系统进行供电，此时智能电池组充放电机5-1起到监控电路的作用，当蓄电池组5-3中的单块蓄电池电压低于设定值时，切断蓄电池组5-3供电，用于防止蓄电池组5-3过度放电。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。