一种大型石油储罐变形监测及纠偏装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大型石油储罐变形监测及纠偏装置及方法，属于石油储罐监测及纠偏领域。
【背景技术】
[0002]石油资源在国家未来发展中作为一种战略资源，那么就必须保证石油资源的正常储运工作。石油钻采技术的发展和成熟，开采环境从陆地、沙漠到深海，这就要求石油资源要能够长时间正常储存。目前，由于国家石油战略的发展需求，油罐的数量及体积也迅速的发展，以50000立方米及以上的大型油罐最为普遍。但大型油罐的体积越大，其危险系数也越大。国内大多数大型油罐往往由多圈不等厚的壁板组成，采用非锚固式安放在弹性基地上，由于大型油罐基础直径较大，在长时间使用后油罐地基会不可避免地发生不均匀沉降。各种沉降会导致储罐本体发生变形，储罐变形不仅会导致浮顶卡住，无法上下移动，使储罐储存量减小，严重的情况下还会导致储罐罐壁与底板焊缝处发生撕裂，导致泄露。
【发明内容】
[0003]本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种大型石油储罐变形监测及纠偏装置及方法，针对容量50000立方米及以上的大型石油储罐开发的实时监控装置，这种大型石油储罐在储存时由于其重量很大，因此对基座的要求较高，当基座发生沉降时，石油储罐的重心将发生偏移进而变形，对基座的压强更高，因此，本装置是为了保证基座的受力均匀，避免基座的压强过高造成石油储罐变形破裂，保证石油储罐使用的安全性。
[0004]本发明采用的技术方案如下:
本发明公开了一种大型石油储罐变形监测及纠偏装置，包括变形监测装置、纠偏装置、及控制器；
储罐本体设置在基座上；
变形监测装置包括轨道本体、扫描仪、和应力监测装置;轨道本体水平的架设在储罐本体周围并通过可伸缩的轨道支柱与基座相连;轨道本体由多个独立的轨道片拼接为环状，在轨道片的拼接处设置有应力监测装置，该应力监测装置用于监测轨道片拼接处发生错位时的压力;扫描仪布置在轨道上并用于采集储罐本体的外形数据；
纠偏装置包括纠偏绳、伸缩器、及定位锁，伸缩器设置在纠偏绳上用于调节纠偏绳长短，纠偏绳的两端分别连接基座和储罐本体，定位锁设置在伸缩器上用于锁定或解锁伸缩器；
控制器分别电连接变形监测装置和纠偏装置，控制器用于接收扫描仪并控制纠偏装置调节储罐本体的偏斜度，控制器用于接收应力监测装置的压力并控制轨道支柱伸缩以使轨道本体水平。
[0005]上述结构中，将储罐本体和轨道本体设置在基座上，轨道本体环绕在储罐本体的四周，轨道本体由两个以上的轨道片拼接而成，一般为3-6个轨道片，在不采用焊接等工艺固定；当基座发生沉降时，由于基座的沉降不均匀而使拼接处两侧的轨道片相互错动;发生错动后，应力监测装置内的压力传感器能够监测到错动对该装置产生的压力，控制器接收该压力数值，然后控制轨道支柱升降变化以将轨道本体重新调节为水平状态;控制器能够根据扫描仪扫描到的储罐本体的外形与原数据对比，判断储罐本体是否偏斜，从而控制纠偏装置完成纠偏动作。纠偏绳与储罐本体的夹角为60-72度，能够更省力的实现纠偏动作；本装置是针对容量50000立方米及以上的大型石油储罐开发的实时监控装置，这种大型石油储罐在储存时由于其重量很大，因此对基座的要求较高，当基座发生沉降时，石油储罐的重心将发生偏移进而变形，对基座的压强更高，因此，本装置是为了保证基座的受力均匀，避免基座的压强过高造成石油储罐变形破裂，保证石油储罐使用的安全性。
[0006]相邻轨道片首尾相接，在其相接处无固定连接，该相接处具有-mm的缝隙，相邻轨道片相互错动对应力监测装置施加压力。上述结构中，在相接处具有3-5mm的缝隙，能够有利于相邻轨道片发生错动，保证轨道片不会产生摩擦，影响本装置监测的准确性，此外，轨道片组成的轨道本体的半径为储罐本体半径的1.5-2.5倍，这种距离能够将储罐本体下方基座的沉降对轨道的影响降低到最小。
[0007]所述轨道本体包括内轨道和外轨道，内轨道和外轨道构成同心环并处于同一高度，设置两条同心环状的轨道，能够使扫描仪能够始终对准储罐本体，避免扫描仪在单根轨道需要调节扫描仪自身转动的问题，简化设备，无须多余设备调节扫描仪的扫描方向。
[0008]定位锁为电磁锁，伸缩器为液压杆，轨道支柱为液压柱。采用电磁锁、液压杆、液压柱等装置，能够节省装置的使用成本，上述装置都为市面上能够直接购买的产品，无须定制，为本装置的检修和使用提供了方便;此外，液压杆和液压柱分别通过管路连接了液压栗和油箱，在管路上设置有阀门，控制器控制阀门的启闭从而控制相应的液压杆或液压柱动作，然后控制液压栗的启停从而控制液压杆或液压柱的调节量。
[0009]所述扫描仪为三维扫描仪。采用三维扫描仪能够方便于在控制器中进行三维建模，而且三维扫描仪为能够直接在市面上购买的装置，能够进一步减少扫描仪的使用维修成本。
[0010]该变形监测装置的监测方法为:
步骤1:当基座发生沉降时，相邻轨道片之间产生错动并对应力监测装置施加压力，应力监测装置内的压力传感器监测该压力数据并发送到控制器；
步骤2:控制器接收到压力数据后，根据该压力数据和应力监测装置控制对应轨道支柱升降并调节相邻轨道片为水平状态；
步骤3:扫描仪沿着轨道移动并扫描储罐，并采集储罐的外形数据，采集到的外形数据传输到控制器后，控制器根据扫描仪采集的数据建立三维模型，并将该三维模型储存为原始模型。
[0011 ]步骤4:重复步骤3，并将新的三维模型储存偏斜模型；
步骤5:控制器提取并对比偏斜模型与原始模型，并判断偏斜模型是否发生偏斜及其偏斜量。
[0012]由于上述方法，能够在基座发生沉降时，保证轨道水平，从而减少扫描仪因基座的沉降造成误差，是扫描仪扫描的位置始终处于同一高度进行扫描，能够有效的监测装置的正常时使用，扫描仪对储罐本体的进行三维建模，能够更为直观的对储罐本体进行对比，能够更为精确的监控到储罐本体发生变化的情况，其监控的精确度到达lcm，即发生Icm以上的偏斜变化时，本装置都能够有效的监测。
[0013]该纠偏装置的纠偏方法为:
步骤1:当储罐本体偏斜后，控制器得出储罐本体的偏斜数据并计算出对应纠偏装置的位置和调节量；
步骤2:按照调节量有小到大的顺序，控制器依次控制对应纠偏装置的定位锁解锁，然后控制伸缩器伸缩以调节纠偏绳的长度；
步骤3:当伸缩器的伸缩量达到控制器计算的调节量时，定位锁重新锁定纠偏装置； 步骤4:当对应纠偏装置均被调节后，完成纠偏动作。
[0014]上述纠偏方法，能够利用液压控制纠偏绳的长短补偿基座的沉降，使储罐本体的下方的基座受力均匀，提高基座的使用寿命，保证基座的正常使用，避免因基座沉降引起的安全隐患，提高储罐本体是使用安全性。其纠偏装置控制顺序的设置能够更加快捷的调节石油储罐的偏斜，并且能够实时调节石油储罐，实时调整计算值和实际值的误差。
[0015]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
1.本发明的大型石油储罐变形监测及纠偏装置，结构简单，安装和使用方便，能够长期作为储罐本体的实时监控装置，利用有效的对储罐本体下方基座沉降补偿，是基座的受力均匀，提高储罐本体的储存安全性，保证石油储罐的安全使用；
2.本装置是针对容量50000立方米及以上的大型石油储罐开发的实时监控装置，这种大型石油储罐在储存时由于其重量很大，因此对基座的要求较高，当基座发生沉降时，石油储罐的重心将发生偏移进而变形，对基座的压强更高，因此，本装置是为了保证基座的受力均匀，避免基座的压强过高造成石油储罐变形破裂，保证石油储罐使用的安全性；
3.本装置的监控及纠偏方法，简单易用，适于推广，可以对现有的石油储罐进行安装，且本装置的监控及纠偏方法，精确度度高，能够监测Icm以上的石油储罐的偏斜，而且，本装置的纠偏方法，利用液压控制纠偏绳的长短补偿基座的沉降，使储罐本体的下方的基座受力均匀，提高基座的使用寿命，保证基座的正常使用，其准确度高，能够及时调整石油储罐的位置。
【附图说明】
[0016]图1是本发明中大型石油储罐变形监测及纠偏装置主视图；
图2是本发明中大型石油储罐变形监测及纠偏装置俯视图；
图中标记:1-储罐本体，2-基座，3-扫描仪，4-伸缩器，5-纠偏绳，6-应力监测装置，7-轨道支柱，8-轨道本体。
[0017]
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图，对本发明作详细的说明。
[0019]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]
具体实施例1:
如图1、2所示，本发明的大型石油储罐变形监测及纠偏装置及方法，
本发明公开了一种大型石油储罐变形监测及纠偏装置，包括变形监测装置、纠偏装置、及控制器；
储罐本体I设置在基座2上；
变形监测装置包括轨道本体8、扫描仪3、和应力监测装置6;轨道本体8水平的架设在储罐本体I周围，轨道本体8通过可伸缩的轨道支柱7与基座2相连;轨道本体8由3-6个独立的轨道片拼接为完整环状，相邻轨道片首尾相接，在其相接处无固定连接，该相接处具有3-5mm的缝隙，相邻轨道片发生错动时该缝隙保证轨道片不会产生摩擦，提高监测的准确性，此外，轨道片组成的轨道本体8的半径为储罐本体I半径的1.5-2.5倍，该半径的设置能够将储罐本体I下方基座2的沉降对轨道的影响降低到最小。
[0021]在轨道片的拼接处设置有应力监测装置6，相邻轨道片相互错动对应力监测装置6施加压力，该应力监测装置6用于监测轨道片拼接处发生错位时的压力；在应力监测装置6内设置有压力传感器;扫描仪3布置在轨道上并用于采集储罐本体I的外形数据;轨