海洋平台集成监测系统的设计与实现

论文摘要

石油是人类社会发展的重要能源基础,随着世界石油资源的紧缺,人们越来越关注对深海石油资源的开采。深海浮式平台在开采海洋石油资源中扮演着重要的角色,是海上生产作业和生活的基础设施。海洋平台所处环境十分复杂,在其影响下,平台抗力衰减尤为明显。海洋平台的失效破坏可能造成重大的经济损失和人员伤亡。我国海洋石油工程正处于由浅水到深水的跨越阶段,对于深水浮式平台的设计缺乏经验。因此,需要同步发展深海平台监测技术,保障海洋平台及其附属系统的安全作业,并且为深水浮式平台设计方案优化提供现实依据。本文针对我国南海现役浮式生产平台和海洋环境特点,提出了一种适用于深水环境下的浮式平台监测方案,设计并开发了海洋平台集成监测系统。监测系统对海洋环境、平台位置姿态、系泊锚链、立管系统进行了全面的现场监测和数据采集。本文以“分布采集,集中处理”思想为核心,以平台全面监测为目的,分别从监测传感器的选择、智能数据采集装置的设计、上位机监测系统软件的设计开发几个角度对监测系统进行了详细的描述。并且在监测系统上位机软件论述上有所侧重。目前,该系统应用于我国南海流花LH11-1平台的监测中,首次实现了针对我国南海现役深海浮式平台的全面现场监测。实时监测保证了平台安全生产作业,对平台工作人员的现实操作起到了指导作用。同时,监测数据为优化平台设计方案,改进设计中的不足提供了丰富的数据依据。通过对南海现役浮式平台的现场监测,证明了集成监测系统的可靠性和稳定性,同时获得了大量极端海况下平台运行参数,为我国海洋石油工程发展提供了宝贵的数据参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 海洋平台监测现状
• 1.3 研究的目的与意义
• 1.4 本文主要工作
• 2 海洋平台监测方案
• 2.1 深海生产平台简介
• 2.1.1 深水半潜式平台
• 2.1.2 流花11-1油田与流花浮式生产平台
• 2.2 监测的目的和意义
• 2.3 监测的内容及方案
• 2.3.1 海洋环境监测
• 2.3.2 平台位置及自由度监测
• 2.3.3 系泊系统监测
• 2.3.4 立管系统监测
• 2.4 海洋平台集成监测系统架构
• 3 海洋平台智能数据采集装置
• 3.1 智能数据采集器设计开发要点
• 3.1.1 传感器的自动识别
• 3.1.2 数据采集器的数据存储
• 3.1.3 数据采集器通信协议
• 3.2 数据采集器的设计与实现
• 3.2.1 数据采集器硬件设计
• 3.2.2 数据采集器软件设计
• 3.3 数据采集器配套软件
• 3.3.1 数据采集器时间同步软件
• 3.3.2 数据采集器存储数据提取软件
• 4 海洋平台监测系统软件
• 4.1 需求分析
• 4.1.1 开发背景
• 4.1.2 系统可能性分析
• 4.1.3 设计目标及功能
• 4.2 系统软件架构
• 4.3 模块的设计与实现
• 4.3.1 串口通信模块
• 4.3.2 数据处理模块
• 4.3.3 界面显示模块
• 4.3.4 系统功能模块
• 5 流花平台现场实施与监测结果
• 5.1 实验室测试
• 5.2 流花平台现场实施
• 5.2.1 传感器布点方案
• 5.2.2 集成监测系统安装
• 5.3 现场监测结果
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢