專利名稱：一種自升式平臺(tái)樁腿傾斜監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自升式平臺(tái)，尤其涉及自升式平臺(tái)樁腿傾斜監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
自升式平臺(tái)是具有幾條可升降的樁腿和可浮于水面的船體。其站立狀態(tài)時(shí)樁腿支撐于海床，船體沿樁腿升至海面以上預(yù)定高度進(jìn)行作業(yè)，是一種近海油田開發(fā)的重要設(shè)備，可以用于海洋石油的鉆井、修井、試油和試采等作業(yè)。自升式平臺(tái)作業(yè)時(shí)，首先由拖船拖至預(yù)定海域，然后使船體位置相對固定，下放樁腿直至樁腿底部接觸海床，繼續(xù)下放樁腿使自升式平臺(tái)船體逐漸脫離水面，由樁腿承受平臺(tái)船體和預(yù)壓載的重量。在樁腿底部接觸海床至船體完全站穩(wěn)的過程中，由于海床存在斜坡、凹陷及其他危險(xiǎn)因素，有的樁腿底部可能發(fā)生滑移，造成平臺(tái)插樁困難或樁腿結(jié)構(gòu)損傷。隨著淺海老油田的開發(fā)，平臺(tái)作業(yè)后留下的腳印(凹陷)也越來越多，導(dǎo)致后續(xù)作業(yè)平臺(tái)樁腿發(fā)生滑移的幾率增大，影響平臺(tái)作業(yè)安全和油田的開發(fā)。對于存在樁腿滑移的井位，平臺(tái)在插樁作業(yè)時(shí)都會(huì)采用非常謹(jǐn)慎的作業(yè)方法。但由于樁腿底部距平臺(tái)船體幾十米甚至上百米，不容易觀測。待平臺(tái)人員發(fā)現(xiàn)樁腿傾斜時(shí)，樁腿底部已經(jīng)發(fā)生了較大距離的滑移時(shí)，樁腿和平臺(tái)船體可能已經(jīng)受到了損傷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題克服目前自升式平臺(tái)在插樁作業(yè)時(shí)無法觀測樁腿傾斜情況的不足。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種自升式平臺(tái)樁腿傾斜監(jiān)測裝置，包括水聽器以及分別安裝在各樁腿上的應(yīng)答器，其中該水聽器發(fā)射信號(hào)并接收該應(yīng)答器反射的該信號(hào)，并根據(jù)發(fā)射該信號(hào)以及接收該信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算其與該應(yīng)答器之間的距離；該些應(yīng)答器輪流反射該信號(hào)。 優(yōu)選地，該裝置包括獲取該自升式平臺(tái)船體姿態(tài)的姿態(tài)傳感器，與該水聽器相連；該水聽器根據(jù)該距離以及該自升式平臺(tái)船體姿態(tài)，獲取該自升式平臺(tái)樁腿底部的位置。優(yōu)選地,該裝置包括通過水密接頭及電纜與該水聽器相連的監(jiān)視器。優(yōu)選地，同一條電纜內(nèi)包括電力供應(yīng)線路和信號(hào)傳輸線路。優(yōu)選地，該水聽器設(shè)置于該自升式平臺(tái)船體結(jié)構(gòu)的水下部分；該些應(yīng)答器設(shè)置于該自升式平臺(tái)樁腿的水下部分。優(yōu)選地，該些應(yīng)答器設(shè)置于該樁腿底部以上的撐管上。[0020]優(yōu)選地，該水聽器包括信號(hào)發(fā)射器、信號(hào)接收器以及微處理器，其中信號(hào)發(fā)射器，發(fā)射信號(hào)；信號(hào)接收器，接收該些應(yīng)答器輪流反射的信號(hào)；微處理器，與該信號(hào)發(fā)射器及信號(hào)接收器相連，根據(jù)該信號(hào)發(fā)射器發(fā)射信號(hào)的時(shí)間以及該信號(hào)接收器接收該些應(yīng)答器反射的信號(hào)的時(shí)間，計(jì)算該水聽器與各應(yīng)答器之間的距離。優(yōu)選地，該裝置包括海水流速傳感器和/或水深測量傳感器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的實(shí)施例采用固定于船體結(jié)構(gòu)的水聽器發(fā)射信號(hào)并接收固定于各樁腿應(yīng)答器的反射信號(hào)，根據(jù)水聽器和應(yīng)答器的距離變化及應(yīng)答器的深度判斷樁腿底部的橫向位移，可比較準(zhǔn)確、直觀地監(jiān)測樁腿滑移，避免平臺(tái)結(jié)構(gòu)受到損傷。本實(shí)用新型的實(shí)施例減少了平臺(tái)插樁困難，避免樁腿結(jié)構(gòu)損傷。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例的監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例的監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，本實(shí)施例的監(jiān)測裝置主要包括水聽器10以及安裝在各樁腿2上的應(yīng)答器20，其中一個(gè)樁腿上安裝一個(gè)應(yīng)答器20。水聽器10設(shè)置于自升式平臺(tái)船體結(jié)構(gòu)I的水下部分，通過水密接頭及電纜與設(shè)置 于船體控制室的監(jiān)視器30連接。其中，同一條電纜內(nèi)包括電力供應(yīng)線路和信號(hào)傳輸線路。監(jiān)視器30可以實(shí)時(shí)獲得水聽器10得到的監(jiān)測結(jié)果并顯示，方便直觀了解本實(shí)施例的檢測裝置所檢測到的自升式平臺(tái)樁腿是否傾斜。水聽器10可在平臺(tái)插樁作業(yè)前臨時(shí)安裝于平臺(tái)船體結(jié)構(gòu)的水下部分，如海水塔上。在插樁作業(yè)結(jié)束后可拆除水聽器10，也可根據(jù)監(jiān)測需要不拆除而繼續(xù)接收各應(yīng)答器20反射的信號(hào)。水聽器10包括信號(hào)發(fā)射器、信號(hào)接收器以及微處理器。水聽器10的信號(hào)發(fā)射器以一定的頻率發(fā)出聲波信號(hào)或其他形式的信號(hào)，各應(yīng)答器20收到信號(hào)后將信號(hào)反射給水聽器10的信號(hào)接收器，微處理器根據(jù)信號(hào)發(fā)射器發(fā)出信號(hào)以及信號(hào)接收器接收信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算出水聽器10與應(yīng)答器20之間的距離。本實(shí)用新型的實(shí)施例中還可以包括有水深測量傳感器、姿態(tài)傳感器及海水流速傳感器等，這些傳感器可以通過供電模塊來獲取電能進(jìn)行工作。獲得水聽器10與應(yīng)答器20之間的距離后，再根據(jù)姿態(tài)傳感器獲取的平臺(tái)船體姿態(tài)等獲取粧腿底部的位置。應(yīng)答器20設(shè)置于自升式平臺(tái)樁腿的水下部分，比如安裝于樁腿底部以上的撐管上(如距樁靴底部10米左右的樁腿撐管上)，依靠供電模塊的供電進(jìn)行，其中供電模塊比如為電池。平臺(tái)插樁作業(yè)時(shí)，首先下放樁腿，同時(shí)在海水塔上安裝水聽器10，下放水聽器10至水面下一定深度后開啟水聽器10，開始插樁前的調(diào)試工作，水聽器10的信號(hào)發(fā)射器發(fā)射信號(hào)，信號(hào)接收器接收由固定于各樁腿的應(yīng)答器20發(fā)射的聲波信號(hào)。本實(shí)用新型的實(shí)施例中，固定在各樁腿上的應(yīng)答器20輪流工作。下放樁腿直至各樁腿底部接觸海床，水聽器10根據(jù)發(fā)射的聲波信號(hào)以及接收的聲波信號(hào)的時(shí)間差，獲取自升式平臺(tái)各樁腿之間的距離，并以該距離作為樁腿位置的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。由于本實(shí)用新型的實(shí)施例中，固定在各樁腿上的應(yīng)答器20輪流工作，因此水聽器10可依次通過固定在各樁腿上的應(yīng)答器20獲得各樁腿的位置。繼續(xù)插樁、壓載作業(yè)，在該基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上，水聽器10根據(jù)與應(yīng)答器20的距離變化(通過水聽器10不停發(fā)射信號(hào)并經(jīng)各應(yīng)答器20反射回來后來獲得)，以及由水深測量傳感器獲取應(yīng)答器20的深度，綜合得出樁腿底部的橫向位移。姿態(tài)傳感器可以輔助監(jiān)測樁腿是否傾斜及傾斜方位。一旦發(fā)現(xiàn)橫向位移異常，應(yīng)立即停止插樁壓載作業(yè)，采取其他措施，防止平臺(tái)結(jié)構(gòu)受損。本實(shí)用新型采用固定于船體結(jié)構(gòu)的水聽器發(fā)射信號(hào)并接收固定于各樁腿應(yīng)答器的反射信號(hào)，根據(jù)水聽器和應(yīng)答器的距離變化及應(yīng)答器的深度判斷樁腿底部的橫向位移，可比較準(zhǔn)確、直觀地監(jiān)測樁腿滑移，避免平臺(tái)結(jié)構(gòu)受到損傷。雖然本實(shí)用新型所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本實(shí)用新型而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本實(shí)用新型。任何本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技 術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種自升式平臺(tái)樁腿傾斜監(jiān)測裝置，其特征在于，包括水聽器以及分別安裝在各樁腿上的應(yīng)答器，其中 該水聽器發(fā)射信號(hào)并接收該應(yīng)答器反射的該信號(hào)，并根據(jù)發(fā)射該信號(hào)以及接收該信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算其與該應(yīng)答器之間的距離； 該些應(yīng)答器輪流反射該信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自升式平臺(tái)樁腿傾斜監(jiān)測裝置，其特征在于，該裝置包括 獲取該自升式平臺(tái)船體姿態(tài)的姿態(tài)傳感器，與該水聽器相連； 該水聽器根據(jù)該距離以及該自升式平臺(tái)船體姿態(tài)，獲取該自升式平臺(tái)樁腿底部的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的自升式平臺(tái)樁腿傾斜監(jiān)測裝置，其特征在于，該裝置包括 通過水密接頭及電纜與該水聽器相連的監(jiān)視器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自升式平臺(tái)樁腿傾斜監(jiān)測裝置，其特征在于， 同一條電纜內(nèi)包括電力供應(yīng)線路和信號(hào)傳輸線路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自升式平臺(tái)樁腿傾斜監(jiān)測裝置，其特征在于， 該水聽器設(shè)置于該自升式平臺(tái)船體結(jié)構(gòu)的水下部分； 該些應(yīng)答器設(shè)置于該自升式平臺(tái)樁腿的水下部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自升式平臺(tái)樁腿傾斜監(jiān)測裝置，其特征在于， 該些應(yīng)答器設(shè)置于該樁腿底部以上的撐管上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自升式平臺(tái)樁腿傾斜監(jiān)測裝置，其特征在于，該水聽器包括信號(hào)發(fā)射器、信號(hào)接收器以及微處理器，其中 信號(hào)發(fā)射器，發(fā)射信號(hào)； 信號(hào)接收器，接收該些應(yīng)答器輪流反射的信號(hào)； 微處理器，與該信號(hào)發(fā)射器及信號(hào)接收器相連，根據(jù)該信號(hào)發(fā)射器發(fā)射信號(hào)的時(shí)間以及該信號(hào)接收器接收該些應(yīng)答器反射的信號(hào)的時(shí)間，計(jì)算該水聽器與各應(yīng)答器之間的距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自升式平臺(tái)樁腿傾斜監(jiān)測裝置，其特征在于，該裝置包括海水流速傳感器和/或水深測量傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種自升式平臺(tái)樁腿傾斜監(jiān)測裝置，克服目前自升式平臺(tái)在插樁作業(yè)時(shí)無法觀測樁腿傾斜情況的不足，該裝置包括水聽器以及分別安裝在各樁腿上的應(yīng)答器，其中該水聽器發(fā)射信號(hào)并接收該應(yīng)答器反射的該信號(hào)，并根據(jù)發(fā)射該信號(hào)以及接收該信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算其與該應(yīng)答器之間的距離；該些應(yīng)答器輪流反射該信號(hào)。本實(shí)用新型根據(jù)水聽器和應(yīng)答器的距離變化及應(yīng)答器的深度判斷樁腿底部的橫向位移，可比較準(zhǔn)確、直觀地監(jiān)測樁腿滑移，避免平臺(tái)結(jié)構(gòu)受到損傷。
文檔編號(hào)G01S5/30GK202383286SQ20112056130
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者宋林松, 王建軍, 趙景芳, 黎劍波 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司