专利名称：一种基于短基线水声定位的系泊系统监测装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种海洋系泊系统的监测装置，特别是关于一种基于短基线水声定位的系泊系统监测装置。
技术背景 系泊系统是海洋浮式生产、钻井平台的主要定位方式。系泊系统需要承受作用在平台上的波浪、海流、台风等环境荷载。美国墨西哥湾和我国南海的浮式海洋石油平台都曾经发生过飓风作用下系泊系统断裂，平台漂移，石油生产管线断裂的灾害性事故。为了评估系泊系统的设计，确保系泊系统的正常工作，生产中迫切需要对系泊系统进行在线监测。目前部分浮式生产平台中采取监测平台上系泊锚链止缆器顶端张力的方式进行测量，如半潜式生产、钻井平台等。而对FPSO (Floating Production Storage&Off loading,浮式生产储存卸货装置)等单点系泊的系泊系统，由于锚链整体都在水下，目前则无法进行监测。在平台上无法知道下部系泊系统的状态，甚至发生过系泊系统锚链断裂，而平台上很长时间不知道的情况。为保障石油平台的安全运行，迫切需要对其进行在线监控。系泊系统监控的困难在于系泊系统处于水下的恶劣环境中，传统的传感器在水下应用，但无法从船上铺设电源线缆和信号传输线缆到系泊锚链上；无法保证传感器的长期供电和监测信号的实时传输。目前国内外已经开展的系泊系统测量多数基于自容式传感器，传感器由电池供电，信号存储在传感器内部，不进行实时传输，不进行在线测量，而是以几个月或者半年的周期回收传感器。这种测量方式可以满足校核系泊系统设计的要求，但无法满足安全监测的要求。
发明内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能够实时、在线对系泊系统进行监测的基于短基线水声定位的系泊系统监测装置。为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案一种基于短基线水声定位的系泊系统监测装置，其特征在于它包括若干问答机、若干海底应答器和若干锚链应答器；各所述问答机间隔设置在浮式平台的底部，各所述问答机连接电缆，所述电缆另一端连接平台测量主机；各所述海底应答器设置在海底，所述海底应答器接收、反馈各所述问答机发出的水声信号；每条系泊锚链上设置有若干所述锚链应答器，各所述锚链应答器接收、反馈各所述问答机发出的水声信号。各所述海底应答器和各所述锚链应答器均由高容量电池进行供电。所述浮式平台的底部设置有四个所述问答机，相邻两个所述问答机之间间隔40米。所述海底设置有两个所述海底应答器。每条所述系泊锚链上设置有两个所述锚链应答器。本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本实用新型在浮式平台的底部设置若干问答机，在海底设置若干海底应答器，组成水声定位系统，因此，可以通过海底应答器来确定问答机和浮式平台的位置。2、本实用新型在系泊锚链上设置有若干锚链应答器，由于问答机的位置已经由海底应答器进行确定，而系泊锚链上各锚链应答器的位置可以由问答机位置进行确定，因此，可以实现对系泊系统的特征点进行实时位置测量，通过悬链线方程反推系泊系统整体形态，并通过电缆将监测信息传到平台测量主机，实现系泊系统水下特征点坐标的在线监控，得到系泊系统整体形态信息。本实用新型可以利用短基线水声定位系统原理，对系泊系统的整体形状进行实时在线测量、监测，因此，可用于系泊系统的监测过程中。
图I是本实用新型结构示意图具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。如图I所示，本实用新型监测装置包括若干问答机I、若干海底应答器2和若干锚链应答器3。本实用新型的问答机I设置三个以上，各问答机I间隔设置在FPSO船4浮式平台的底部，相邻两个问答机I之间可以间隔40米左右，问答器I之间的相互关系精确测定，组成声基阵坐标系。问答机I是发射器和接收器的组合，功能为发射、接收水声信号，即以一个频率发出询问信号，并以另一频率接收回答信号，各问答机I连接电缆，由电缆进行供电，并由信号电缆将接收到的回答信号传回平台测量主机(图中未示出)，测量主机处理得到锚链上特征点的三维大地坐标。问答机I的接收频率可以多个，对应于多个应答器，相隔
O.5kHz ο上述实施例中，FPSO船4浮式平台的底部设置四个问答机1，四个问答机I中的其中一个问答机I作为备份，避免某个问答机I信号传输出现问题。本实用新型的海底应答器2可以设置一个以上，各海底应答器2设置在海底5。海底应答器2接收各问答机I的询问信号(或指令)，然后给各问答机I发回另一与接收频率不同的回答信号。各海底应答器2由水下电缆或者高容量电池进行供电，以半年为周期，利用ROV(remote operated vehicle,水下操作机器人)更换电池。当已知各海底应答器2的绝对坐标时，可以确定浮式平台在大地坐标系的绝对位置。上述实施例中，海底5设置有两个海底应答器2。本实用新型的各锚链应答器3设置在系泊锚链6上，每条系泊锚链6上可以设置两个或者根据需要设置多个锚链应答器3。各锚链应答器3接收各问答机I的询问信号(或指令)，然后给各问答机I发回另一与接收频率不同的回答信号。各锚链应答器3由ROV进行安装，安装有特制夹具。各锚链应答器3由高容量电池进行供电，通过ROV进行电池更换。本实用新型利用各锚链应答器3相对于浮式平台的位置定位，对系泊系统整体状态进行监测。本实用新型监测装置的监测方法是利用组合水声定位原理，对浮式海洋石油生产装置的系泊系统进行监测，并将监测得到的系泊系统特征点位置信息，系泊系统整体状态实时传输到平台测量主机，其具体步骤如下。I)浮式平台上的各问答机I (三个以上)分别以各自不同的频率发出水声信号给位于海底的各海底应答器2。2)各海底应答器2接收浮式平台上各问答机I发射的水声信号，并以另一频率反馈水声信号给各问答机1，在此过 程中，各问答机I将反馈的水声信号通过信号电缆传回测量主机，测量主机根据反馈的水声信号分别测量各问答机I与各海底应答器2之间的距离，以各海底应答器2的位置为参考，判断浮式平台及浮式平台上各问答机I的位置。已知各海底应答器2的绝对坐标，可以确定浮式平台在大地坐标系中的绝对位置。3)系泊锚链6上的各锚链应答器3同步接收浮式平台上的各问答机I的水声信号，并以另一频率反馈水声信号给各问答机I ;各问答机I将反馈的水声信号通过信号电缆传回测量主机，测量主机根据反射的水声信号分别测量各锚链应答器3与各问答机I之间的距离，由于各问答机I的位置已经通过各海底应答器2进行了确定，因此，系泊锚链6上各锚链应答器3的位置可以由各问答机I的位置进行确定。4)测量主机根据每根系泊锚链6上各锚链应答器3的位置，测量得到各系泊锚链6上特征点的位置信息(三维大地坐标)，根据系泊锚链6设计的悬链线理论，可以反推出系泊锚链6的整体形状，实现对系泊系统形状、特征点位置信息的实时监测。上述实施例中，各海底应答器2的主要功能是为各问答机I组成的声基阵提供大地坐标参考，该功能也可以通过浮式平台上的全球定位系统(GPS)，惯性导航系统等实现。上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
权利要求1.一种基于短基线水声定位的系泊系统监测装置，其特征在于它包括若干问答机、若干海底应答器和若干锚链应答器；各所述问答机间隔设置在浮式平台的底部，各所述问答机连接电缆，所述电缆另一端连接平台测量主机；各所述海底应答器设置在海底，所述海底应答器接收、反馈各所述问答机发出的水声信号；每条系泊锚链上设置有若干所述锚链应答器，各所述锚链应答器接收、反馈各所述问答机发出的水声信号。
2.如权利要求I所述的一种基于短基线水声定位的系泊系统监测装置，其特征在于各所述海底应答器和各所述锚链应答器均由高容量电池进行供电。
3.如权利要求I所述的一种基于短基线水声定位的系泊系统监测装置，其特征在于所述浮式平台的底部设置有四个所述问答机，相邻两个所述问答机之间间隔40米。
4.如权利要求2所述的一种基于短基线水声定位的系泊系统监测装置，其特征在于所述浮式平台的底部设置有四个所述问答机，相邻两个所述问答机之间间隔40米。
5.如权利要求I或2或3或4所述的一种基于短基线水声定位的系泊系统监测装置，其特征在于所述海底设置有两个所述海底应答器。
6.如权利要求I或2或3或4所述的一种基于短基线水声定位的系泊系统监测装置，其特征在于每条所述系泊锚链上设置有两个所述锚链应答器。
7.如权利要求5所述的一种基于短基线水声定位的系泊系统监测装置，其特征在于每条所述系泊锚链上设置有两个所述锚链应答器。
专利摘要本实用新型涉及一种基于短基线水声定位的系泊系统监测装置，其特征在于它包括若干问答机、若干海底应答器和若干锚链应答器；各所述问答机间隔设置在浮式平台的底部，各所述问答机连接电缆，所述电缆另一端连接平台测量主机；各所述海底应答器设置在海底，所述海底应答器接收、反馈各所述问答机发出的水声信号；每条系泊锚链上设置有若干所述锚链应答器，各所述锚链应答器接收、反馈各所述问答机发出的水声信号。本实用新型结构设置巧妙，操作方便，可以利用短基线水声定位系统原理，对系泊系统的整体形状进行实时在线测量、监测，因此，可广泛用于系泊系统的监测过程中。
文档编号G01S5/30GK202362451SQ20112043819
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者冯加果, 刘家悦, 刘潇, 屈衍, 时忠民, 毕祥军, 锁刘佳 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油研究中心