[發明專利]獨立樁靴自升式平臺坐底穩性實時監測系統及監測方法

在審

• 申請號: 201611210532.3
• 申請日: 2016-12-24
• 公開（公告）號: CN108240915A
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 劉海超;樊敦秋;崔希君;初新杰;王宏安;徐增強;蒙占彬
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌;李勇

本發明涉及一種獨立樁靴自升式平臺坐底穩性實時監測系統及監測方法，將液位監測組塊、監測數據處理組塊、坐底穩性分析計算組塊、計算數據存儲及格式化輸出模塊結合在一起，液位監測組塊能夠對平臺各液艙液位進行監測存儲，通過監測數據處理組塊進行分析計算，得到平臺可變載荷分布情況，計算平臺重量分布；通過坐底穩性分析計算組塊進行平臺坐底穩性分析計算；通過計算數據存儲及格式化輸出模塊對監測數據處理組塊、坐底穩性分析計算組塊的分析數據進行存儲及格式化輸出，實現獨立樁靴自升式平臺拖航—就位—預壓—作業—拔樁過程中平臺載荷分布狀態及坐底穩性的實時監測。

技術領域

本發明屬于海洋工程監測領域，具體是一套監測獨立樁靴自升式平臺坐底穩性實時監測系統及監測方法。

背景技術

獨立樁靴自升式平臺是淺海油氣勘探、開發的主要手段，由于其在設計、建造、運輸、海上安裝以及易地重復使用等方面具有經濟實用、機動靈活的特點，從20世紀50年代起就廣泛地應用于海上油氣勘探開發。這類平臺的作業過程一般是：首先平臺拖航至預定目的地，樁腿下沉將平臺主體舉升至海面之上，然后對海底進行壓實作業，最后平臺在坐底狀態下進行正常的生產作業。平臺處于預壓及坐底狀態時，受到風、浪、流、海底基礎、自身載荷變化等多種因素的影響，加之海洋及地質條件復雜，井口平臺周圍海底地基易發生淘空、剝蝕、液化等現象，導致淺層工程地質及地貌變化，對平臺坐底穩性造成影響，從而影響預壓及坐底狀態的安全性。坐底穩性是評價平臺坐底狀態整體安全性的關鍵指標，主要包括地基承載力、平臺抗滑穩性和抗傾穩性等，均在平臺設計的計算書中明確給出。目前國內獨立樁靴自升式平臺數量眾多，其作業海域地質條件復雜，雖然所開展的相關研究很多，但因環境、裝載等條件千變萬化，平臺作業者無法根據現場條件對作業平臺當時的預壓情況及座底穩性進行有效評價，一直沒有在平臺上配置平臺的坐底穩性提供有效的實時監測系統。

發明內容

本發明目的是針對獨立樁靴自升式平臺的坐底穩性無法進行實時監測的現有問題，開發一套用于實時監測獨立樁靴自升式平臺坐底穩性的系統及相應的監測方法，此系統集成了液位監測技術和以海洋平臺現場環境、地質條件及平臺自身載荷分布為要素的坐底穩性現場分析技術，從而實現平臺在就位、預壓、載荷控制、現場監測環節的程序化，為獨立樁靴自升式平臺預壓及坐底安全分析提供現場支持。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括:

首先，給出一種獨立樁靴自升式平臺坐底穩性實時監測系統，包括液位監測組塊、監測數據處理組塊、坐底穩性分析計算組塊、計算數據存儲及格式化輸出模塊；其中：

液位監測組塊包括液位監測傳感器和液位監測數據存儲控制模塊，液位監測傳感器通過數據線與液位監測數據存儲控制模塊連接；液位監測傳感器用于接收液位監測數據存儲控制模塊的指令進行平臺艙室液位監測，并將監測數據傳輸給液位監測數據存儲控制模塊進行數據存儲；液位監測數據存儲控制模塊用于將存儲的液位監測數據傳輸給液位監測數據處理模塊處理；

監測數據處理組塊包括液位監測數據處理模塊、平臺數字化模型和平臺重量重心計算模塊，液位監測數據存儲控制模塊連接液位監測數據處理模塊，液位監測數據處理模塊和平臺數字化模型連接平臺重量重心計算模塊；液位監測數據處理模塊用于將液位監測數據處理結果傳輸給平臺重量重心計算模塊；平臺數字化模型用于將平臺尺度、初始重量數據傳輸給平臺重量重心計算模塊；平臺重量重心計算模塊用于將液位監測數據處理模塊和平臺數字化模型傳輸的數據進行整合計算，得到平臺當前狀態的重量重心情況，并將計算結果傳輸給平臺載荷分配計算模塊；