深海平台系泊线监控方法
专利汇可以提供深海平台系泊线监控方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于海洋油气开采装备安全监测及 风 险控制技术领域，涉及一种深海平台 系泊线 监控方法，包括下列步骤：(1)在平台 重心 高度处 位置 上安装位移 传感器 ，实时监测平台主体运动位移U0，在系泊线上布设应变传感器，实时监测系泊线的应变，并将监测数据传送到中心计算机；(2)计算分析系泊线是否出现松弛—张紧状态；(3)计算分析动态张 力 ；(4)将计算得到的动态 张力 与系泊线破断张力比较，判断系泊线张力是否处于安全范围，若不满足，即实施调整；(5)如果需要调整，则将系泊线的调整值向各个锚机发出指令，启动和控制各个起链机，调整系泊线的长度，并计算调整后的系泊线长度是否符合要求，若不符合，则重复执行本步骤。本发明能够实现对平台系泊线状态和张力的控制，能够提高平台系统的安全 水 平，减小重大事故的发生。，下面是深海平台系泊线监控方法专利的具体信息内容。
1.一种深海平台系泊线监控方法，包括下列步骤：
(1)在平台重心高度处位置上安装位移传感器，实时监测平台主体运动位移U0，在系泊线上布设应变传感器，实时监测系泊线的应变，并将监测数据传送到中心计算机；
(2)按照公式计算分析系泊线是否出现松弛-张紧状态，式中，Ust为系泊线的静态伸长量，Λ为波浪频率与平台升沉固有频率的比值，ξ为无量纲阻尼比，Cequ是考虑系泊线和海水的阻尼系数，M为深水平台自身质量与和附连水质量之和，λ0为平台升沉固有频率，若不等式成立，则判断发生松弛-张紧状态变化；
(3)根据动态张力的计算公式Td＝EAε，分析计算动态张力，式中，E为系泊线弹性模量，A为系泊线横截面积，ε为系泊线上任一点的应变，该应变计算得出或者由布设在系泊线上的应变传感器监测得到；
(4)将计算得到的动态张力与系泊线破断张力比较，判断系泊线张力是否处于安全范围，张力判定标准为系泊线变形判定标准为：U0sinωt-Usin(ωt-φ)≥Ust，式中，Tb为系泊线的破断张力，ω为波浪频率，t为时间参数，φ是系统稳态响应相位角，当满足以上两式之一，即实施调整；
(5)如果需要调整，则将系泊线的调整值向各个锚机发出指令，启动和控制各个起链机，调整系泊线的长度，并根据不等式U0sinωt-U sin(ωt-φ)＜Ust计算调整后的系泊线长度是否符合要求，若不等式不成立，则重复执行本步骤，直至不等式成立，式中，
技术领域
本发明属于海洋油气开采装备安全监测及风险控制技术领域，涉及一种深海平台系泊线监控方法。
背景技术
本发明提出了与系泊线安全有关的监测与控制技术，可监测系泊线的松紧和张力状态，并实施张力控制，以保证系泊线不发生断裂，确保系泊线的安全。
Spar平台是典型的深海平台，主要由平台主体、系泊线、上部模块、及锚固基础组成。在风浪作用下，平台主体大幅上下运动。当平台主体向下大幅运动时，系泊线张力快速减小，系泊线弯曲松弛；当平台主体向上快速大幅运动时，系泊线张紧。在系泊线松弛-张紧的过程中，系泊线产生冲击，出现非常大的张力，会导致系泊线崩断，而系泊线长期松弛-张紧过程，会引起系泊线的疲劳破坏。
因此，减小系泊线冲击张力，避免系泊线的疲劳破坏，是保证系泊线安全的重要技术措施。
为此，需要对系泊线的状态实施监测和预报，并采用适当的技术措施对于系泊线的状态和张力大小进行控制，使系泊线处于适当的松紧程度，避免系泊线出现显著的松弛-张紧状态。
发明内容
本发明提出了如下的技术方案：一种深海平台系泊线监控方法，包括下列步骤：
(1)在平台重心高度处位置上安装位移传感器，实时监测平台主体运动位移U0，在系泊线上布设应变传感器，实时监测系泊线的应变，并将监测数据传送到中心计算机；
(2)按照公式计算分析系泊线是否出现松弛-张紧状态，式中，Ust为系泊线的静态伸长量，Λ为波浪频率与平台升沉固有频率的比值，ξ为无量纲阻尼比，Cequ是考虑系泊线和海水的阻尼系数，M为深水平台自身质量与和附连水质量之和，λ0为平台升沉固有频率，若不等式成立，则判断发生松弛-张紧状态变化；
(3)根据动态张力的计算公式Td＝EAε，分析计算动态张力，式中，E为系泊线弹性模量，A为系泊线横截面积，ε为系泊线上任一点的应变，该应变计算得出或者由布设在系泊线上的应变传感器监测得到；
(4)将计算得到的动态张力与系泊线破断张力比较，判断系泊线张力是否处于安全范围，张力判定标准为系泊线变形判定标准为：U0 sin ωt-U sin(ωt-φ)≥Ust，式中，Tb为系泊线的破断张力，ω为波浪频率，t为时间参数，φ是系统稳态响应相位角，当满足以上两式之一，即实施调整；
(5)如果需要调整，则将系泊线的调整值向各个锚机发出指令，启动和控制各个起链机，调整系泊线的长度，并根据不等式U0 sin ωt-U sin(ωt-φ)＜Ust计算调整后的系泊线长度是否符合要求，若不等式不成立，则重复执行本步骤，直至不等式成立，式中，
本发明应用于深海采油平台上，实施对平台主体运动状态监测，系泊线的松弛-张紧状态分析、张力预报、实现对平台系泊线状态和张力的控制，能够提高平台系统的安全水平，减小重大事故的发生。
附图说明
图1平台-系泊系统俯视图；
图2平台-系泊系统示意图；
图3系泊系统张力控制流程图；
图4系泊系统张力计算流程图。
具体实施方式
1、在平台重心高度处位置上安装位移传感器，实时监测平台主体运动U0值；同时在系泊线上布置应变传感器，监测系泊线的应变，通过动态数据采集系统将平台运动位移和系泊线应变数据收集到中心计算机；
2、将采集数据作为已知条件，实时输入到程序中，按照式(1)计算分析系泊线是否出现松弛-张紧状态：
式中，Ust为系泊线的静态伸长量，取决于平台初始状态，U0为主体在波浪力作用下的位移，由传感器监测得到；Λ为波浪频率与平台升沉固有频率的比值，ξ为无量纲阻尼比，Cequ是考虑系泊线和海水的阻尼系数，M为深水平台自身质量与和附连水质量之和，λ0为平台升沉固有频率，对于具体的深水平台，这里的Cequ、M和λ0都已经确定。
根据上式(1)和给定的系泊系统的参数，可以判断出系泊线是否会在松弛-张紧区域内变化，从而确定是否产生瞬时冲击载荷。
3、根据系泊线松弛-张紧状态判断结果，若发生松弛-张紧状态变化，则需进一步计算分析系泊线的张力。动态张力的计算公式为
Td＝EAε (2)
式中，E为系泊线弹性模量，A为系泊线横截面积，ε为系泊线上任一点的应变，该应变计算得出或者由布设在系泊线上的传感器监测得到。
将上式计算得到的动态张力与系泊线破断拉力比较，判断系泊线张力是否处于安全范围。
4、将所得系泊线张力和系泊线位移幅值输入计算机控制系统，从张力和松弛-张紧状态两个方面综合判定是否需要调整系泊线长度。判定标准是：
张力判定标准：
系泊线变形标准：U0 sin ωt-U sin(ωt-φ)≥Ust (4)
Td为式(2)计算得到的瞬时动张力，ω为波浪频率，t为时间参数，φ是系统稳态响应相位角，Tb为系泊线的破断张力。当满足以上两式之一，即实施调整。
5、如果需要调整，则将系泊线的调整值向各个锚机发出指令，启动和控制各个起链机，调整系泊线的长度，并根据不等式U0 sin ωt-U sin(ωt-φ)＜Ust计算调整后的系泊线长度是否符合要求，若不等式不成立，则重复执行本步骤，直至不等式成立，式中，
图3和图4分别为系泊系统张力控制和计算流程图。
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