[發(fā)明專利]監(jiān)視海洋結(jié)構(gòu)物的物理變化的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380040663.X
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN104508422B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邁克爾·明燮·李
• 申請（專利權(quán)）人: 賽創(chuàng)尼克株式會社
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01L1/24;B63B9/00
• 代理公司: 北京青松知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本發(fā)明涉及監(jiān)視海洋結(jié)構(gòu)物的物理變化的系統(tǒng)及方法，更具體而言，提供一種監(jiān)視海洋結(jié)構(gòu)物物理變化的系統(tǒng)，包括復合光計量儀器，所述復合光計量儀器以利用光纖布拉格光柵的至少一個以上光學傳感器感知所述海洋結(jié)構(gòu)物的行跡及結(jié)構(gòu)性變化。根據(jù)本發(fā)明，涉及引進光學傳感器方式的測量方法，能夠?qū)崟r準確監(jiān)視海洋結(jié)構(gòu)物的物理變化，對海洋結(jié)構(gòu)物的氣體或流體力學環(huán)境內(nèi)外力、船體應(yīng)力、六自由度運動及位置進行實時測量監(jiān)視及控制，更詳細而言，涉及綜合地測量因氣體或流體力學環(huán)境內(nèi)外力而施加于海洋漂浮物的前后左右傾斜度、吃水、吃水差、腐蝕、侵蝕、龜裂、壓力、應(yīng)力、振動、頻率等變化，以此為基準預測控制所述海洋結(jié)構(gòu)物，實現(xiàn)燃料節(jié)省、安全運用及維護信息提供的方法，提供一種通過對海洋結(jié)構(gòu)物的氣體或流體力學環(huán)境內(nèi)外力、船體應(yīng)力、六自由度運動及位置實時測量監(jiān)視及預測控制的燃料節(jié)省、安全運用及維護信息提供方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于引進光學傳感器方式的測量方法并借助復合光計量儀器而實時監(jiān)視海洋結(jié)構(gòu)物物理變化的系統(tǒng)及方法。

另外，涉及對海洋結(jié)構(gòu)物的氣體或流體力學環(huán)境內(nèi)外力、船體應(yīng)力、六自由度運動及位置實時測量監(jiān)視及預測控制，更詳細而言，涉及綜合測量因氣體或流體力學環(huán)境內(nèi)外力而施加于海洋漂浮物的前后左右傾斜度、吃水、吃水差、腐蝕、侵蝕、龜裂、壓力、應(yīng)力、振動、頻率等的變化，以此為基礎(chǔ)控制所述海洋結(jié)構(gòu)物，實現(xiàn)燃料節(jié)省、安全運用及維護信息提供方法。

本發(fā)明涉及通過環(huán)境外力綜合監(jiān)視的對象結(jié)構(gòu)物(例，海洋/陸地、造船、航空/航天、水中潛水系留、固定式或風力/潮汐力/波力等相關(guān)的)控制方法。

背景技術(shù)

海洋油井生產(chǎn)的原油利用作為海洋結(jié)構(gòu)物之一的管道，移送到海上結(jié)構(gòu)物。在所述海上結(jié)構(gòu)物中，有FPSO(Floating Production Storage and Offloading，漂浮式原油生產(chǎn)存儲卸載設(shè)備)、TLP(Tension-Leg Platform，張力腿平臺)、 SPAR、半潛式鉆油臺、固定式平臺(fixed Platform)等。

此時，管道以20年以上運營期間為目的，安裝于少則數(shù)千米、多則數(shù)百千米的深海。在此這種情況下，安裝于深海的管道因大則100度以上的溫度偏差而發(fā)生收縮或膨脹現(xiàn)象，隨著管道內(nèi)部的壓力變化而發(fā)生包括長度變化在內(nèi)的物理變化。

因此，海洋中安裝的管道在特定或不特定多數(shù)地點集中發(fā)生應(yīng)力，發(fā)生挫屈(buckling)及變形。另外，在海底安裝的管道與海上運輸裝置的立管(riser) 連接部的著陸區(qū)(touch down zone)，因海流、波浪、潮流、風、溫度等多種環(huán)境外力而誘發(fā)管道的搖動。

根據(jù)原有監(jiān)視方式，海洋結(jié)構(gòu)物因溫度、壓力而發(fā)生的變形率遠遠大于因挫屈及漫步現(xiàn)象麗發(fā)生的變形率，因而在準確的現(xiàn)象分析方面存在困難。而且，現(xiàn)在電氣式傾斜計由于安裝于海洋中，因高水壓造成漏水而導致遺失，而且，安裝時的電源供應(yīng)裝置及連接方式復雜，對容易使用的新型測量方式的需求正在增加。另外，原有監(jiān)視方式中使用的傳感器由于疲勞測量耐用年限短，需要一種方式能使用更長時間的傳感器。

在海洋結(jié)構(gòu)物的運用時，氣體及流體的流動必然對海洋結(jié)構(gòu)物施加內(nèi)外力，特別是在海洋特定地點長時間系統(tǒng)留的海洋固定結(jié)構(gòu)物，必要進行控制，使得這種氣體及流體的流動導致的內(nèi)外力影響實現(xiàn)最小化。

另外，迫切要求一種解決對策，解決在海洋結(jié)構(gòu)物運用中，氣體或流體力學環(huán)境內(nèi)外力及船體應(yīng)力導致船舶等顛覆或運輸物落水的問題。

另一方面，開發(fā)和建造燃料消耗少的海洋結(jié)構(gòu)物，是未來造船海洋產(chǎn)業(yè)的核心。假定一天消費100噸燃料、排出320噸二氧化碳的海洋結(jié)構(gòu)物，那么，燃料效率改善1％，每年會節(jié)省24萬美元以上的費用，25年將減少約6百萬美元，在舊船市場中，燃料效率也是最重要因素之一。