海洋平台阴极保护实时监测与评估系统研究

论文摘要

钢结构海洋平台是海洋石油开发的重要作业设施。对其阴极保护状态进行有效监测和评估可保证平台正常生产作业并及时消除安全隐患。目前已应用于部分平台的阴极保护监测系统尚有不足:（1）根据国际规定依靠经验所做的腐蚀防护状态评估不够形象具体;（2）无法有效的反映海洋平台整体的阴极保护情况;（3）不具备现场虚拟视景仿真技术。故本文旨在设计出一套阴极保护实时监测与评估系统,该系统可对海洋平台的阴极保护电位进行实时有效监测,并能根据监测数据正确评估平台整体的腐蚀防护状态。阴极保护下的海洋平台表面的保护电位水平直接关系到钢结构的保护效果。本文开发的Visual OPCP系统就以实时采集的保护电位为基础,并作出有效的防腐状态判断。该系统包括四个功能模块:虚拟场景监测模块,实时曲线监测模块,数据采集与管理模块,防腐云图显示模块。其中,数据采集与管理模块是软件的重要组成部分,本文一方面应用Visual C++数据库访问技术,完成了数据库及表的动态创建;为了验证系统的正确性,将数据划分成监测数据集和验证数据集,分别对其编制了各自的数据管理操作界面;另一方面,为了实现从监测数据到防腐知识库中的一种防腐状态的映射,对这一数据挖掘过程进行了研究,找出合适的算法,并在Visual OPCP中编制程序实现。同时完善软件。为测试和验证开发的Visual OPCP系统,本文进一步进行了实验室海洋平台缩比模型实验设计。其中包括半潜式海洋平台模型优化设计,模型牺牲阳极阴极保护系统的设计,参比电极的选型与布置,数据传输转换设备选型。通过平台模型实验,测试了VisualOPCP系统和硬件采集与传输设备的实用性,验证了系统实时监测的可靠性和阴极保护前期软件防腐云图显示的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 阴极保护监测技术的研究现状及发展趋势
• 1.3 研究目标和内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 1.4 本章小结
• 2 系统设计原理和技术路线
• 2.1 系统基本原理
• 2.1.1 阴极保护原理
• 2.1.2 保护电位
• 2.2 系统运行原理
• 2.3 系统开发关键技术
• 2.3.1 Visual C++程序开发技术
• 2.3.2 OPenGL技术
• 2.3.3 Visual C++数据库访问技术
• 2.4 本章小结
• 3 Visua1 OPCP软件完善
• 3.1 系统初始参数设置
• 3.2 数据管理功能
• 3.2.1 数据创建及存储
• 3.2.2 数据操作
• 3.2.3 数据显示
• 3.3 防腐状态评估功能
• 3.3.1 防腐云图绘制算法研究
• 3.3.2 防腐云图显示
• 3.4 实时曲线监测功能
• 3.5 虚拟场景监测功能
• 3.6 其他辅助功能
• 3.6.1 保存位图功能
• 3.6.2 打印位图功能
• 3.6.3 帮助功能
• 3.7 本章小结
• 4 验证系统模型实验准备
• 4.1 海洋平台模型实验技术的研究
• 4.2 半潜式海洋平台模型
• 4.2.1 模型优化设计
• 4.2.2 模型的有限元计算分析
• 4.2.3 模型的制作
• 4.3 平台模型阴极保护系统设计
• 4.3.1 阴极保护设计应具备条件
• 4.3.2 阴极保护设计的主要任务
• 4.3.3 牺牲阳极块计算
• 4.3.4 牺牲阳极布置与安装
• 4.4 实验室数据采集设备
• 4.4.1 阴极保护电位的测量方法
• 4.4.2 参比电极简介
• 4.4.3 参比电极选型
• 4.4.4 参比电极制作
• 4.4.5 参比电极布置与安装
• 4.5 实验室数据传输转换设备
• 4.5.1 数据的传输
• 4.5.2 UA303/4型户A/D采集与转换器
• 4.5.3 验证设备的实用性
• 4.6 本章小结
• 5 半潜式海洋平台模型实验
• 5.1 实验目的
• 5.2 实验装置
• 5.3 实验内容及步骤
• 5.4 实验数据处理
• 5.4.1 实验数据
• 5.4.2 实验验证
• 5.4.3 实验误差
• 5.5 实验结论与展望
• 5.5.1 实验结论
• 5.5.2 实验展望
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢