本發(fā)明是關(guān)于一種用于獲取海洋平臺現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的海洋浮式平臺原型測量系統(tǒng)，屬于海洋石油測量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

海洋浮式平臺及其附屬的錨泊系統(tǒng)、立管系統(tǒng)共同組成了深水油氣開發(fā)的浮式生產(chǎn)(鉆井)系統(tǒng)，在油氣勘探、生產(chǎn)等作業(yè)中扮演著極為重要的角色，但是由于人員操作、極限海洋環(huán)境條件、設(shè)計缺陷等原因，海洋浮式平臺仍然會發(fā)生不同程度的事故，如上部模塊破壞、錨泊系統(tǒng)失效、極端環(huán)境下平臺運動過大等，存在一定的安全隱患，并且由于海洋浮式平臺和油氣開發(fā)的特殊性，平臺一旦發(fā)生安全事故，后果將非常嚴重，會帶來巨大的人員傷亡、財產(chǎn)損失和環(huán)境污染問題，因此，人們越來越重視海洋浮式平臺的安全問題，并采取多種措施來預(yù)防和減少事故的發(fā)生。

研究和開發(fā)海洋浮式平臺原型測量系統(tǒng)，就是預(yù)防和減少平臺安全事故的一種有效手段，國外開展過關(guān)于海洋浮式平臺(Marco Polo張力腿平臺)的監(jiān)測研究，包括平臺運動模態(tài)阻尼影響、環(huán)流作用下平臺運動特性、立管螺旋側(cè)板和張力腱整流罩VIV抑制作用、颶風(fēng)條件下平臺的整體性能評估和平臺疲勞壽命評估，為海洋浮式平臺的安全運行積累經(jīng)驗并提供指導(dǎo)，通過海洋浮式平臺原型測量系統(tǒng)可以有效掌握和了解海洋浮式平臺的相關(guān)重要參數(shù)，必要時可以基于監(jiān)測數(shù)據(jù)開展安全評估，同時在海洋浮式平臺運行階段可以指導(dǎo)現(xiàn)場的安全操作，并且可以有效地預(yù)防一些安全事故，提前核實、評價海洋浮式平臺的安全性問題并給出指導(dǎo)意見。

我國海洋石油工程正處在由淺水到深水的跨越階段，國家正在積極進行南海深水開發(fā)的技術(shù)儲備，并已經(jīng)開始在南海開展大量深水開發(fā)工作，但是目前沒有現(xiàn)成模式的海洋浮式平臺的原型測量系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠預(yù)防和減少平臺安全事故的海洋浮式平臺原型測量系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種海洋浮式平臺原型測量系統(tǒng)，其特征在于，該測量系統(tǒng)包括采集裝置、監(jiān)測站、主控機、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和電力間，其中，所述主控機放置在海洋浮式平臺上；所述采集裝置用于采集所述海洋浮式平臺所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)；所述監(jiān)測站通過所述采集裝置獲取所述海洋浮式平臺所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到所述主控機；所述主控機將接收的所述海洋浮式平臺所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行濾波、統(tǒng)計分析和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理得到監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過所述網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器傳送到外部設(shè)備；所述電力間用于為所述海洋浮式平臺原型測量系統(tǒng)的各器件進行供電。

優(yōu)選地，所述監(jiān)測站包括船艉監(jiān)測站和船艏監(jiān)測站，所述船艉監(jiān)測站放置在海洋浮式平臺的一端，所述船艏監(jiān)測站放置在海洋浮式平臺的另一端。

優(yōu)選地，所述采集裝置分布在海洋浮式平臺不同位置或通過海洋浮式平臺放置在海里不同位置；所述采集裝置包括并聯(lián)連接所述船艉監(jiān)測站的水深計、應(yīng)變儀、波浪雷達、第一風(fēng)速儀、海流計、拾振器和攝像頭裝置，所述采集裝置還包括并聯(lián)連接所述船艏監(jiān)測站的第二風(fēng)速儀、GPS定位系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、振動傳感器、氣壓計和傾角儀。

優(yōu)選地，所述船艉監(jiān)測站和船艏監(jiān)測站均包括有監(jiān)測設(shè)備主機、數(shù)據(jù)采集器、光纖、光纖收發(fā)器和串口服務(wù)器，所述監(jiān)測主機通過控制所述數(shù)據(jù)采集器對所述采集裝置獲取的所述海洋浮式平臺所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集，并將采集的所述海洋浮式平臺所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)通過所述光纖經(jīng)所述光纖收發(fā)器和串口服務(wù)器發(fā)送到所述主控機。

優(yōu)選地，所述主控機內(nèi)設(shè)置有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對所述海洋浮式平臺所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行濾波、統(tǒng)計分析和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到監(jiān)測數(shù)據(jù)，其中，監(jiān)測數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)、處理后數(shù)據(jù)和/或歷史數(shù)據(jù)，并將得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行存儲，存儲后的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過所述主控機的顯示器上進行顯示。

優(yōu)選地，所述電力間包括智能電池組充放電機、平臺供電系統(tǒng)和蓄電池組，所述智能電池組充放電機的輸入端連接所述平臺供電系統(tǒng)，所述智能電池組充放電機的一輸出端分別連接所述船艉監(jiān)測站、船艏監(jiān)測站和主控機，所述智能電池組充放電機的另一輸出端連接所述蓄電池組。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明的海洋浮式平臺原型測量系統(tǒng)可以在各種環(huán)境條件下進行自動實時在線監(jiān)測，且能夠?qū)Ｑ蟾∈狡脚_所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)采集、存儲和查詢，主控機可以實時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析處理，便于隨時對平臺結(jié)構(gòu)的安全性進行評價，并指導(dǎo)生產(chǎn)作業(yè)，可以有效地預(yù)防和減少平臺安全事故。2、本發(fā)明利用主控機和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可以通過網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測數(shù)據(jù)和圖片等信息傳送到相關(guān)部門或陸地監(jiān)控中心，同時可以實現(xiàn)陸地遠程控制的功能，相關(guān)人員可以在陸地辦公，便于更多人員使用原型測量系統(tǒng)和查看監(jiān)測數(shù)據(jù)，有利于擴大原型測量系統(tǒng)和監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響力。3、本發(fā)明采用船艏監(jiān)測站和船艉監(jiān)測站對采集裝置的數(shù)據(jù)線路和供電線路等進行集成，能有效避免主控機和電力間分別對采集裝置中的每個器件布置數(shù)據(jù)線路和供電線路，可以減少各種線路的布置，也可以減少海上線路施工的工作量，節(jié)省費用。4、本發(fā)明可以實現(xiàn)臺風(fēng)條件下平臺供電系統(tǒng)斷電后的海洋浮式平臺現(xiàn)場監(jiān)測，可以獲取寶貴的臺風(fēng)條件下的監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及積累相關(guān)經(jīng)驗，有利于今后海洋浮式平臺在我國海域的安全生產(chǎn)和運維，可以廣泛用于海洋浮式平臺中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明海洋浮式平臺原型測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明海洋浮式平臺原型測量系統(tǒng)的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖來對本發(fā)明進行詳細的描繪。然而應(yīng)當(dāng)理解，附圖的提供僅為了更好地理解本發(fā)明，它們不應(yīng)該理解成對本發(fā)明的限制。

如圖1所示，本發(fā)明的海洋浮式平臺原型測量系統(tǒng)包括采集裝置1、監(jiān)測站、主控機3、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器4和電力間5，采集裝置1用于采集海洋浮式平臺所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)，監(jiān)測站通過采集裝置1獲取海洋浮式平臺所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到主控機3，監(jiān)測站連接主控機3，用于實現(xiàn)監(jiān)測站與主控機3之間的數(shù)據(jù)共享；主控機3放置在海洋浮式平臺上，用于對接收的海洋浮式平臺所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行濾波、統(tǒng)計分析和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理得到監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器4傳送到相關(guān)部門或陸地監(jiān)控中心；電力間5分別連接監(jiān)測站和主控機3，用于為監(jiān)測站和主控機3進行供電，并通過監(jiān)測站為采集裝置1和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器4供電。

在一個優(yōu)選的實施例中，監(jiān)測站包括船艉監(jiān)測站2-1和船艏監(jiān)測站2-2，船艉監(jiān)測站2-1放置在海洋浮式平臺的一端，船艏監(jiān)測站2-2放置在海洋浮式平臺的另一端。

在一個優(yōu)選的實施例中，采集裝置1分布在海洋浮式平臺不同位置或通過海洋浮式平臺放置在海里不同位置，采集裝置1包括攝像頭1-1、水深計1-2、應(yīng)變儀1-3、波浪雷達1-4、第一風(fēng)速儀1-5、第二風(fēng)速儀1-6、海流計1-7、拾振器1-8、GPS定位系統(tǒng)1-9、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)1-10、振動傳感器1-11、氣壓計1-12和傾角儀1-13，攝像頭1-1可以通過一硬盤錄像機7連接船艉監(jiān)測站2-1，水深計1-2、應(yīng)變儀1-3、波浪雷達1-4、第一風(fēng)速儀1-5、海流計1-7和拾振器1-8通過信號傳輸線并聯(lián)連接船艉監(jiān)測站2-1；第二風(fēng)速儀1-6、GPS定位系統(tǒng)1-9、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)1-10、振動傳感器1-11、氣壓計1-12和傾角儀1-13通過信號傳輸線并聯(lián)連接船艏監(jiān)測站2-2。

在一個優(yōu)選的實施例中，船艉監(jiān)測站2-1和船艏監(jiān)測站2-2均為現(xiàn)有集成裝置，均包括有監(jiān)測設(shè)備主機、數(shù)據(jù)采集器、光纖、光纖收發(fā)器和串口服務(wù)器，監(jiān)測主機通過控制數(shù)據(jù)采集器對采集裝置1獲取的海洋浮式平臺所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集，并將采集的海洋浮式平臺所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)通過光纖經(jīng)光纖收發(fā)器和串口服務(wù)器發(fā)送到主控機3。

在一個優(yōu)選的實施例中，主控機3內(nèi)設(shè)置有一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對海洋浮式平臺所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)進行濾波、統(tǒng)計分析和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到監(jiān)測數(shù)據(jù)，監(jiān)測數(shù)據(jù)可以是原始數(shù)據(jù)、處理后數(shù)據(jù)和/或歷史數(shù)據(jù)，并將得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行存儲，存儲后的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)成像等統(tǒng)計手段在主控機3的顯示器上進行顯示。

如圖2所示，電力間5包括智能電池組充放電機5-1、平臺供電系統(tǒng)5-2和蓄電池組5-3，智能電池組充放電機5-1的輸入端與平臺供電系統(tǒng)5-2連接，用于將平臺供電系統(tǒng)5-2提供的480V的交流電在變壓器和智能電池組充放電機5-1的作用下轉(zhuǎn)換為48V的直流電，智能電池組充放電機5-1的一輸出端分別與船艉監(jiān)測站2-1、船艏監(jiān)測站2-2和主控機3連接，用于為船艉監(jiān)測站2-1、船艏監(jiān)測站2-2和主控機3進行供電，智能電池組充放電機5-1的另一輸出端與蓄電池組5-3連接，用于為蓄電池組5-3進行充電，且當(dāng)切斷平臺供電系統(tǒng)5-2供電時，由蓄電池組5-3進行供電。

下面通過具體實施例詳細說明本發(fā)明的海洋浮式平臺原型測量系統(tǒng)的使用過程：

1)船艉監(jiān)測站2-1和船艏監(jiān)測站2-2通過采集裝置1獲取海洋浮式平臺所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將其自動發(fā)送到主控機3；

2)主控機3中的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對接收的海洋浮式平臺所處海域的狀態(tài)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)計算分析，自動生成每天的監(jiān)測日報，通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器4經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)將每天的監(jiān)測日報和相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到相關(guān)部門或陸地監(jiān)控中心；

3)海上平臺人員可以通過主控機3直接獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)和操控原型測量系統(tǒng)，陸地人員可以通過設(shè)置遠程共享賬戶以及設(shè)置一定的權(quán)限訪問和操作海洋浮式平臺的主控機3間接獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)和操控原型測量系統(tǒng)；

4)在臺風(fēng)條件下，平臺供電系統(tǒng)5-2斷開供電，蓄電池組5-3通過智能電池組充放電機5-1直接對本發(fā)明的海洋浮式平臺原型測量系統(tǒng)進行供電，此時智能電池組充放電機5-1起到監(jiān)控電路的作用，當(dāng)蓄電池組5-3中的單塊蓄電池電壓低于設(shè)定值時，切斷蓄電池組5-3供電，用于防止蓄電池組5-3過度放電。

上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。