[发明专利]独立桩靴自升式平台坐底稳性实时监测系统及监测方法

说明书

本发明涉及一种独立桩靴自升式平台坐底稳性实时监测系统及监测方法，将液位监测组块、监测数据处理组块、坐底稳性分析计算组块、计算数据存储及格式化输出模块结合在一起，液位监测组块能够对平台各液舱液位进行监测存储，通过监测数据处理组块进行分析计算，得到平台可变载荷分布情况，计算平台重量分布；通过坐底稳性分析计算组块进行平台坐底稳性分析计算；通过计算数据存储及格式化输出模块对监测数据处理组块、坐底稳性分析计算组块的分析数据进行存储及格式化输出，实现独立桩靴自升式平台拖航—就位—预压—作业—拔桩过程中平台载荷分布状态及坐底稳性的实时监测。

技术领域

本发明属于海洋工程监测领域，具体是一套监测独立桩靴自升式平台坐底稳性实时监测系统及监测方法。

背景技术

独立桩靴自升式平台是浅海油气勘探、开发的主要手段，由于其在设计、建造、运输、海上安装以及易地重复使用等方面具有经济实用、机动灵活的特点，从20世纪50年代起就广泛地应用于海上油气勘探开发。这类平台的作业过程一般是：首先平台拖航至预定目的地，桩腿下沉将平台主体举升至海面之上，然后对海底进行压实作业，最后平台在坐底状态下进行正常的生产作业。平台处于预压及坐底状态时，受到风、浪、流、海底基础、自身载荷变化等多种因素的影响，加之海洋及地质条件复杂，井口平台周围海底地基易发生淘空、剥蚀、液化等现象，导致浅层工程地质及地貌变化，对平台坐底稳性造成影响，从而影响预压及坐底状态的安全性。坐底稳性是评价平台坐底状态整体安全性的关键指标，主要包括地基承载力、平台抗滑稳性和抗倾稳性等，均在平台设计的计算书中明确给出。目前国内独立桩靴自升式平台数量众多，其作业海域地质条件复杂，虽然所开展的相关研究很多，但因环境、装载等条件千变万化，平台作业者无法根据现场条件对作业平台当时的预压情况及座底稳性进行有效评价，一直没有在平台上配置平台的坐底稳性提供有效的实时监测系统。

发明内容

本发明目的是针对独立桩靴自升式平台的坐底稳性无法进行实时监测的现有问题，开发一套用于实时监测独立桩靴自升式平台坐底稳性的系统及相应的监测方法，此系统集成了液位监测技术和以海洋平台现场环境、地质条件及平台自身载荷分布为要素的坐底稳性现场分析技术，从而实现平台在就位、预压、载荷控制、现场监测环节的程序化，为独立桩靴自升式平台预压及坐底安全分析提供现场支持。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括:

首先，给出一种独立桩靴自升式平台坐底稳性实时监测系统，包括液位监测组块、监测数据处理组块、坐底稳性分析计算组块、计算数据存储及格式化输出模块；其中：

液位监测组块包括液位监测传感器和液位监测数据存储控制模块，液位监测传感器通过数据线与液位监测数据存储控制模块连接；液位监测传感器用于接收液位监测数据存储控制模块的指令进行平台舱室液位监测，并将监测数据传输给液位监测数据存储控制模块进行数据存储；液位监测数据存储控制模块用于将存储的液位监测数据传输给液位监测数据处理模块处理；

监测数据处理组块包括液位监测数据处理模块、平台数字化模型和平台重量重心计算模块，液位监测数据存储控制模块连接液位监测数据处理模块，液位监测数据处理模块和平台数字化模型连接平台重量重心计算模块；液位监测数据处理模块用于将液位监测数据处理结果传输给平台重量重心计算模块；平台数字化模型用于将平台尺度、初始重量数据传输给平台重量重心计算模块；平台重量重心计算模块用于将液位监测数据处理模块和平台数字化模型传输的数据进行整合计算，得到平台当前状态的重量重心情况，并将计算结果传输给平台载荷分配计算模块；