专利名称：一种自升式平台桩腿倾斜监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自升式平台，尤其涉及自升式平台桩腿倾斜监测装置。
背景技术：
自升式平台是具有几条可升降的桩腿和可浮于水面的船体。其站立状态时桩腿支撑于海床，船体沿桩腿升至海面以上预定高度进行作业，是一种近海油田开发的重要设备，可以用于海洋石油的钻井、修井、试油和试采等作业。自升式平台作业时，首先由拖船拖至预定海域，然后使船体位置相对固定，下放桩腿直至桩腿底部接触海床，继续下放桩腿使自升式平台船体逐渐脱离水面，由桩腿承受平台船体和预压载的重量。在桩腿底部接触海床至船体完全站稳的过程中，由于海床存在斜坡、凹陷及其他危险因素，有的桩腿底部可能发生滑移，造成平台插桩困难或桩腿结构损伤。随着浅海老油田的开发，平台作业后留下的脚印(凹陷)也越来越多，导致后续作业平台桩腿发生滑移的几率增大，影响平台作业安全和油田的开发。对于存在桩腿滑移的井位，平台在插桩作业时都会采用非常谨慎的作业方法。但由于桩腿底部距平台船体几十米甚至上百米，不容易观测。待平台人员发现桩腿倾斜时，桩腿底部已经发生了较大距离的滑移时，桩腿和平台船体可能已经受到了损伤。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题克服目前自升式平台在插桩作业时无法观测桩腿倾斜情况的不足。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种自升式平台桩腿倾斜监测装置，包括水听器以及分别安装在各桩腿上的应答器，其中该水听器发射信号并接收该应答器反射的该信号，并根据发射该信号以及接收该信号的时间差计算其与该应答器之间的距离；该些应答器轮流反射该信号。 优选地，该装置包括获取该自升式平台船体姿态的姿态传感器，与该水听器相连；该水听器根据该距离以及该自升式平台船体姿态，获取该自升式平台桩腿底部的位置。优选地,该装置包括通过水密接头及电缆与该水听器相连的监视器。优选地，同一条电缆内包括电力供应线路和信号传输线路。优选地，该水听器设置于该自升式平台船体结构的水下部分；该些应答器设置于该自升式平台桩腿的水下部分。优选地，该些应答器设置于该桩腿底部以上的撑管上。[0020]优选地，该水听器包括信号发射器、信号接收器以及微处理器，其中信号发射器，发射信号；信号接收器，接收该些应答器轮流反射的信号；微处理器，与该信号发射器及信号接收器相连，根据该信号发射器发射信号的时间以及该信号接收器接收该些应答器反射的信号的时间，计算该水听器与各应答器之间的距离。优选地，该装置包括海水流速传感器和/或水深测量传感器。与现有技术相比，本实用新型的实施例采用固定于船体结构的水听器发射信号并接收固定于各桩腿应答器的反射信号，根据水听器和应答器的距离变化及应答器的深度判断桩腿底部的横向位移，可比较准确、直观地监测桩腿滑移，避免平台结构受到损伤。本实用新型的实施例减少了平台插桩困难，避免桩腿结构损伤。
图I为本实用新型实施例的监测装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。图I为本实用新型实施例的监测装置的结构示意图。如图I所示，本实施例的监测装置主要包括水听器10以及安装在各桩腿2上的应答器20，其中一个桩腿上安装一个应答器20。水听器10设置于自升式平台船体结构I的水下部分，通过水密接头及电缆与设置 于船体控制室的监视器30连接。其中，同一条电缆内包括电力供应线路和信号传输线路。监视器30可以实时获得水听器10得到的监测结果并显示，方便直观了解本实施例的检测装置所检测到的自升式平台桩腿是否倾斜。水听器10可在平台插桩作业前临时安装于平台船体结构的水下部分，如海水塔上。在插桩作业结束后可拆除水听器10，也可根据监测需要不拆除而继续接收各应答器20反射的信号。水听器10包括信号发射器、信号接收器以及微处理器。水听器10的信号发射器以一定的频率发出声波信号或其他形式的信号，各应答器20收到信号后将信号反射给水听器10的信号接收器，微处理器根据信号发射器发出信号以及信号接收器接收信号的时间差计算出水听器10与应答器20之间的距离。本实用新型的实施例中还可以包括有水深测量传感器、姿态传感器及海水流速传感器等，这些传感器可以通过供电模块来获取电能进行工作。获得水听器10与应答器20之间的距离后，再根据姿态传感器获取的平台船体姿态等获取粧腿底部的位置。应答器20设置于自升式平台桩腿的水下部分，比如安装于桩腿底部以上的撑管上(如距桩靴底部10米左右的桩腿撑管上)，依靠供电模块的供电进行，其中供电模块比如为电池。平台插桩作业时，首先下放桩腿，同时在海水塔上安装水听器10，下放水听器10至水面下一定深度后开启水听器10，开始插桩前的调试工作，水听器10的信号发射器发射信号，信号接收器接收由固定于各桩腿的应答器20发射的声波信号。本实用新型的实施例中，固定在各桩腿上的应答器20轮流工作。下放桩腿直至各桩腿底部接触海床，水听器10根据发射的声波信号以及接收的声波信号的时间差，获取自升式平台各桩腿之间的距离，并以该距离作为桩腿位置的基础数据。由于本实用新型的实施例中，固定在各桩腿上的应答器20轮流工作，因此水听器10可依次通过固定在各桩腿上的应答器20获得各桩腿的位置。继续插桩、压载作业，在该基础数据上，水听器10根据与应答器20的距离变化(通过水听器10不停发射信号并经各应答器20反射回来后来获得)，以及由水深测量传感器获取应答器20的深度，综合得出桩腿底部的横向位移。姿态传感器可以辅助监测桩腿是否倾斜及倾斜方位。一旦发现横向位移异常，应立即停止插桩压载作业，采取其他措施，防止平台结构受损。本实用新型采用固定于船体结构的水听器发射信号并接收固定于各桩腿应答器的反射信号，根据水听器和应答器的距离变化及应答器的深度判断桩腿底部的横向位移，可比较准确、直观地监测桩腿滑移，避免平台结构受到损伤。虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技 术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求1.一种自升式平台桩腿倾斜监测装置，其特征在于，包括水听器以及分别安装在各桩腿上的应答器，其中 该水听器发射信号并接收该应答器反射的该信号，并根据发射该信号以及接收该信号的时间差计算其与该应答器之间的距离； 该些应答器轮流反射该信号。
2.根据权利要求I所述的自升式平台桩腿倾斜监测装置，其特征在于，该装置包括 获取该自升式平台船体姿态的姿态传感器，与该水听器相连； 该水听器根据该距离以及该自升式平台船体姿态，获取该自升式平台桩腿底部的位置。
3.根据权利要求I或2所述的自升式平台桩腿倾斜监测装置，其特征在于，该装置包括 通过水密接头及电缆与该水听器相连的监视器。
4.根据权利要求3所述的自升式平台桩腿倾斜监测装置，其特征在于， 同一条电缆内包括电力供应线路和信号传输线路。
5.根据权利要求I所述的自升式平台桩腿倾斜监测装置，其特征在于， 该水听器设置于该自升式平台船体结构的水下部分； 该些应答器设置于该自升式平台桩腿的水下部分。
6.根据权利要求5所述的自升式平台桩腿倾斜监测装置，其特征在于， 该些应答器设置于该桩腿底部以上的撑管上。
7.根据权利要求I所述的自升式平台桩腿倾斜监测装置，其特征在于，该水听器包括信号发射器、信号接收器以及微处理器，其中 信号发射器，发射信号； 信号接收器，接收该些应答器轮流反射的信号； 微处理器，与该信号发射器及信号接收器相连，根据该信号发射器发射信号的时间以及该信号接收器接收该些应答器反射的信号的时间，计算该水听器与各应答器之间的距离。
8.根据权利要求I所述的自升式平台桩腿倾斜监测装置，其特征在于，该装置包括海水流速传感器和/或水深测量传感器。
专利摘要本实用新型公开了一种自升式平台桩腿倾斜监测装置，克服目前自升式平台在插桩作业时无法观测桩腿倾斜情况的不足，该装置包括水听器以及分别安装在各桩腿上的应答器，其中该水听器发射信号并接收该应答器反射的该信号，并根据发射该信号以及接收该信号的时间差计算其与该应答器之间的距离；该些应答器轮流反射该信号。本实用新型根据水听器和应答器的距离变化及应答器的深度判断桩腿底部的横向位移，可比较准确、直观地监测桩腿滑移，避免平台结构受到损伤。
文档编号G01S5/30GK202383286SQ20112056130
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者宋林松, 王建军, 赵景芳, 黎剑波 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司