自升式海洋平台桩腿应力实时检测装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103217236A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103217236103217236A(43)申请公布日2013.07.24(21)申请号201210026044.2(22)申请日2012.01.20(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石化集团胜利石油管理局海洋钻井公司(72)发明人张金龙史建刚安长武孙正义吕国升张跃许海庭彭吉友王治娟(74)专利代理机构北京市中实友知识产权代理有限责任公司11013代理人刘如水(51)Int.Cl.G01L1/22(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图1页附图1页(54)发明名称自升式海洋平台桩腿应力实时检测装置(57)摘要本发明涉及一种自升式海洋平台桩腿应力变化实时检测装置。包括显示设备、数据库服务器、中心采集终端、无线连接、齿轮轴、通道动力齿轮专用数据采集终端、导线、应变片所组成。应变片贴装在钻井平台齿轮齿条升降系统齿轮轴组件处，保护橡胶泥固定于应变片外侧，EMC铝箔包覆在应变片及附近范围导线的外层，通道动力齿轮专用数据采集终端固定于齿轮轴上，与齿轮同步转动，通过导线与应变片相连接，通过软件对钻井平台载荷变化实时检测。本发明能够实时检测平台载荷变化，指导平台安全操作，分析数据结果，掌握平台拔桩、升降、预压载、钻井等作业时各种状态载荷变化数据，平台安全预警。CN103217236ACN103276ACN103217236A权利要求书1/1页1.一种自升式海洋平台桩腿应力实时检测装置，包括显示设备(1)、数据库服务器(2)、中心采集终端(3)、无线连接(4)、齿轮轴(5)、通道动力齿轮专用数据采集终端(6)、导线(7)、应变片(8)所组成，其特征在于应变片(8)贴装在钻井平台齿轮齿条升降系统齿轮轴(5)组件处，保护橡胶泥固定于应变片(8)外侧，铝箔包覆在应变片(8)及附近范围导线(7)的外层，通道动力齿轮专用数据采集终端(6)固定于齿轮轴(5)上，与齿轮同步转动，通过导线(7)与应变片相(8)连接。2.根据权利要求1所述的自升式海洋平台桩腿应力实时检测装置，其特征在于中心采集终端(3)与通道动力齿轮专用数据采集终端(6)，采用无线自组网的无线连接(4)来采集数据，数据库服务器(2)连接中心采集终端(3)，存储整理数据并与显示设备(1)连接。3.根据权利要求1所述的自升式海洋平台桩腿应力实时检测装置，其特征在于应变片(8)的粘贴位置与齿轮轴(5)轴向成45°，且粘贴点为每根轴同截面的互成120°的三个点。2CN103217236A说明书1/3页自升式海洋平台桩腿应力实时检测装置技术领域[0001]本发明涉及一种力学检测装置，尤其是一种自升式海洋平台桩腿应力变化实时检测装置。背景技术[0002]目前，我国自升式海洋平台占总平台数的40％左右，大部分的役龄在20年以上，随着海洋钻井工艺和钻井新技术的发展及要求，增加了许多设施，平台已严重超重，一些老式的自升式钻井平台本身没有配置专门进行实时检测平台载荷变化的设备，主要靠估算值和经验来大体了解平台载荷情况。在现有技术中，例如2010年第12期第39卷《石油矿场机械》，《自升式平台齿轮齿条升降系统受力分析》，樊敦秋，崔希君，曹宇光编著。采用有限元分析的方法，从桩腿内力分析出发，研究齿轮齿条升降机构受力，该文献以三桩腿自升式平台为模型，分析了在自重、可变载荷和风载荷共同作用下各桩腿的受力情况，可以通过有限元分析简单推算桩腿受力大小，但对于平台现场环境变化性大，不稳定性强，受外界影响较明显的特点，仅靠现有技术不能较为真实、完善、有效的得到分析数据，误差较大。另外，2004年哈尔滨工程大学刘英杰编著的《自升式平台桩腿的受力分析》，主要是通过相应计算机软件，结合有限元分析的方法，分析了海上波浪对平台桩腿的作用力，用斯托克斯波浪理论对海洋平台所受的波浪载荷进行分析计算。用高级计算机语言编制一套完整的程序，分别应用斯托克斯三阶波和五阶波理论计算了平台桩腿所受的波浪力及相应的力矩，得出波浪力随水深和相位的变化情况，以及单个桩腿所受的最大波浪力。只是提供一种分析平台桩腿所受到的波浪载荷的方法，没有形成一套可行的具体实施方案。没有对具体现场实施进行考虑和论证，没有形成一套可行的具体实施方案。一般的自升式海上钻井平台的承载检测，是在每个传动齿轮轴一端安装有负载传感器，将齿轮承受重量以模拟量信号传送，再将计算结果以通讯方式传给升降控制台，显示在屏幕上。本身没有专门的适用于动力齿轮的数据采集装置，通过模拟量信号传送，有线的方式操作不方便，线路在海上恶劣环境下易发生损坏，检测结果准确性下降，无数据库存储设备，对数