[發明專利]一種海上平臺樁基沉降在線監測系統及方法

在審

• 申請號: 201410162236.5
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN105004316A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 肖毅
• 申請（專利權）人: 天津翔越電儀技術有限公司
• 主分類號: G01C5/04
• 分類號: G01C5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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技術領域

本發明涉及海上平臺樁基沉降監測領域，具體為一種海上平臺樁基沉降在線監測系統及方法。?

背景技術

隨著工業與民用建筑業的發展，各種復雜而大型的工程建筑物日益增多，工程建筑物的興建，改變了地面原有的狀態，并且對于建筑物的地基施加了一定的壓力，這就必然會引起地基及周圍地層的變形。為了保證建（構）筑物的正常使用壽命和建（構）筑物的安全性，并為以后的勘察設計施工提供可靠的資料及相應的沉降參數，建（構）筑物沉降觀測的必要性和重要性愈加明顯。現行規范也規定，高層建筑物、高聳構筑物、重要古建筑物及連續生產設施基礎、動力設備基礎、滑坡監測等均要進行沉降觀測。?

海上石油鉆井平臺大多采用樁基基礎，直接坐落在海底巖層或相應的基礎層上，海上地質條件較陸地更加復雜，勘探難度更大，具有更多的不確定性，平臺重量巨大，其結構大多為鋼構，平臺整體支撐全部作用在平臺的樁基之上，樁基基礎必然承受巨大壓力，這種情況下，樁基的沉降尤其是不均勻沉降幾乎不可避免，一旦沉降超過一定的數值，就會使得平臺支撐工作面發生偏移，平臺上一些敏感設備就可能無法正常工作，如透平、大型電機、壓縮機等高速旋轉設備軸振動軸位移就會加大，高聳設備就會產生垂直度偏差而失穩，對平臺的安全穩定運行產生不可預估的損失，甚至會產生災難性的后果。因此，為了預防事故的發生，海上平臺樁基沉降狀態實時監測勢在必行。目前，?多數海上石油平臺為樁基式結構，如NB35-2WHPB平臺，為保障平臺安全可靠運行，一般平臺上都采用水管式沉降測量裝置，該裝置是有大連儀表廠為解決平臺樁基沉降問題定做的專用產品，它是利用液體在連通管兩端口保持同一水平面原理（即連通器原理?）制成。各樁腿同一高度安裝有測量筒，測量筒內的液體由互相連在一起的引壓管連接，從而形成連通器，當樁腿發生不均勻沉降時，未發生沉降的樁腿上的測量筒內液體就會流向發生沉降的樁腿測量筒，從而導致每個測量筒的液面高度有不同的變化，通過檢測這個微小的液面變化，即可通過運算得出樁基的沉降。該裝置檢測液面變化采用的是電位器、滑輪、重錘和浮子組成的測量液面與電信號的轉換。測量過程：當某樁基出現沉降，會導致安裝于其上的測量筒產生先下的微小位移，從而導致連通器內液面有微小的下降，液面上的浮子就會隨著液面的變化而下移，從而帶動與之相連的拉繩，轉動電位器，從而使電位器電阻值發生改變，檢測電阻值的變化，就能反映出樁基沉降的變化。該裝置測量不準，變化階躍性跳動，無法正確反映實際的沉降量。?

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷，本發明要解決的技術問題是提供一種海上平臺樁基沉降在線監測系統及方法，實時準確監測樁基沉降變化。?

本發明提供一種海上平臺樁基沉降在線監測系統，包括置于海上平臺樁基上的在線式沉降儀、數據采集模塊、數據傳輸模塊、數據服務器、終端設備，其中，在線式沉降儀用于實時監測各樁基相對于基準樁基沉降變化，并計算出各樁基沉降數據；數據采集模塊用于根據采樣間隔收集在線式沉降儀監測數據；數據傳輸模塊用于傳輸數據采集模塊的數據；數據服務器用于存儲采集實時各樁基沉降數據，同時對數據進行處理，并通過Internet網絡分發給終端設備；終端設備用于顯示實時曲線。?

本發明優選的數據采集模塊由NDA1303數據采集模塊和DAU數據采集單元組成，其中，NDA1303數據采集模塊用于采集在線式沉降儀的輸出信息；DAU數據采集單元用于處理NDA1303數據采集模塊采集的數據。?

本發明優選的數據傳輸模塊通過無線數據傳輸GPRS-MODEM或485電纜傳輸數據。?

本發明優選的終端設備為臺式計算機、便攜式電腦或專用顯示設備。?

本發明的在線式沉降儀由測量傳感器、儲液罐、基準罐、連通管、浮子探針組成，基準罐置于一個穩定的水平基點，儲液罐置于各樁基上，各個儲液罐之間由連通管連通，儲液罐中盛有測量用液體，浮子探針位于液體表面，當儲液罐相對于基準罐發生升降時，引起儲液罐內液面的變化，帶動浮子探針上下移動，探針的移動被測量傳感器所感知。?

本發明優選的測量傳感器為磁致伸縮式位移傳感器。?

本發明提供一種海上平臺樁基沉降在線監測的方法，步驟為：?

（1）將在線式沉降儀的測量傳感器安裝在海上平臺樁基上，樁基上均安裝所述測量傳感器，所有測量傳感器底部通過不銹鋼導壓管互相連通；

（2）測量傳感器電測樁基沉降信號，經運算得出一個絕對位移值，通過數據傳輸模塊傳輸至數據服務器，經過運算，得出各樁基沉降數據；