专利名称：自升式平台平衡与桩腿入泥深度实时检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传感检测装置，尤其是一种对自升式平台平衡状态及桩腿入泥深度变化进行实时检测的装置。
背景技术：
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，平台平衡状态的检测主要依靠老式的钟摆式检测仪，装置老化并且精度低，操作人员观察极不方便。桩腿入泥深度的检测也主要是停留经验值和人员观察粗估计算的基础上，不能满足平台安全生产的需要以及平台信息化生产的要求。自升式海洋平台升降过程中的平衡检测是非常重要的，由于桩腿重量分布不均，加之各个桩腿的升降速度难以完全同步，所以在平台升降过程中，出现倾斜在所难免，但严重的倾斜会对平台造成危险，因此必须严格的实时检测平台的倾斜状况，发现超出倾斜要求时自动报警，以加以修正。现有技术情况参考资料，参考文献《自升式海洋平台自动平衡控制的研究》(谭跃，邱赤东，姜培元编著，大连海事大学)，基于PLC的自动平衡控制装置和控制程序，可以实现不同倾斜姿态的校正。但不能实时客观展示平台倾斜情况及特殊情况报警功能。参考文献《自升式钻井平台插桩深度计算及几个问题的探讨》(郑喜耀，中国海洋石油南海西部勘察设计公司，中国海上油气(工程)第12卷第2期，2000年4月)，主要讲到了采用国外提出的针对不同类型土的极限承载力计算式，结合平台重量，通过计算的方法得到桩腿入泥深度情况。由于平台自身重量情况变化较大，且作业区不同，土质也不同，此方式只可在理论的层次来实现，不能满足现场工作需求。

实用新型内容为解决现有技术的不足，本实用新型提供一种对自升式平台平衡状态及桩腿入泥深度变化进行实时检测的装置。本实用新型的主要技术内容是自升式平台平衡与桩腿入泥深度实时检测装置，包括数齿传感器、超声波水深传感器、超声波气隙传感器、双轴倾角传感器、平台专用动态数据采集终端、中心采集终端、数据库服务器、显示设备，其特征在于所述数齿传感器安装在平台桩腿齿轮齿条升降系统齿轮轴组件处，所述超声波水深传感器安装在平台船身底部，与船底平齐；所述超声波气隙传感器安装在直升机平台外边缘围栏上；所述双轴倾角传感器直接安装在海洋平台固定表面上来测量平台倾角变化；所述平台专用动态数据采集终端与各个传感器相连(可有线或无线)，接受信号并通过ZigBee无线自组网的方式传输；所述中心采集终端接收无线传输信号，将信号传输给数据库服务器存储与处理，通过检测软件在显示设备上对自升式平台平衡与桩腿入泥深度进行实时数字化检测显示。其中所述平台专用动态数据采集终端与各个传感器可采用有线或无线连接。所述每个桩腿处的数齿传感器为两个，区分齿轮轴的正反转，组成一个编码器。所述双轴倾角传感器测量范围±1 ° — ±85 °，频率响应为18Hz。[0010]所述超声波气隙传感器对平台到水面的高度进行实时观测。 所述超声波水深传感器对水深进行实时探测。所述中心采集终端，与平台专用动态数据采集终端采用ZigBee无线自组网的方式相连接；数据库服务器实现对采集数据进行分析处理功能，存储历史数据；在超出预定值情况下自动报警。与现有技术相比，本实用新型的优点是具有对自升式平台平衡与桩腿入泥深度实时检测功能，将信息通过显示设备立体直观的显示给操作人员，在平台移位，尤其是在插桩和拔桩过程中，直观实时检测平台平衡状况和桩腿的入泥情况，并通过设置预警值，实现自动报警功能，这对保证服役多年的自升式平台的安全使用，具有极其重要的现实意义。
图I为本实用新型的结构示意图。图2为平台在移位拖航过程中结构示意图。图3为平台在正常作业状态结构示意图。图中，I为显示设备，2为数据库服务器，3为中心采集终端，4为无线连接，5为平台专用动态数据采集终端，6为双轴倾角传感器，7为超声波气隙传感器，8为超声波水深传感器，9为数齿传感器，10为桩腿，11为齿轮轴，12为平台。其中A为固定高度，B为固定高度，C为气隙高度，D为水深，E为入泥深度，H为探测桩腿下放深度。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。如图所示，自升式平台平衡与桩腿入泥深度实时检测装置，包括数齿传感器9、超声波水深传感器8、超声波气隙传感器7、双轴倾角传感器6、平台专用动态数据采集终端5、中心采集终端3、数据库服务器2、显示设备I，其特征在于所述数齿传感器9安装在平台桩腿10齿轮齿条升降系统齿轮轴11组件处，所述超声波水深传感器8安装在平台12船身底部，与船底平齐；所述超声波气隙传感器7安装在直升机平台12外边缘围栏上；所述双轴倾角传感器6直接安装在海洋平台12固定表面上来测量平台倾角变化；所述平台专用动态数据采集终端5与各个传感器6、7、8和9相连，接受信号并通过ZigBee无线自组网4的方式传输；所述中心采集终端3接收无线传输信号，将信号传输给数据库服务器2存储与处理，通过检测软件在显示设备I上对自升式平台平衡与桩腿入泥深度进行实时数字化检测显不。其中所述平台专用动态数据采集终端5与各个传感器6、7、8和9可采用有线或无线连接。所述每个桩腿10处的数齿传感器9为两个，区分齿轮轴11的正反转，组成一个编码器。所述双轴倾角传感器6测量范围±1 ° — ±85 °，频率响应为18Hz。所述超声波气隙传感器7对平台到水面的高度进行实时观测。所述超声波水深传感器8对水深进行实时探测。[0026]所述中心采集终端3，与平台专用动态数据采集终端5采用ZigBee无线自组网4的方式相连接；数据库服务器2实现对采集数据进行分析处理功能，存储历史数据；在超出预定值情况下自动报警。·
权利要求1.自升式平台平衡与桩腿入泥深度实时检测装置，包括数齿传感器、超声波水深传感器、超声波气隙传感器、双轴倾角传感器、平台专用动态数据采集终端、中心采集终端、数据库服务器、显示设备，其特征在于所述数齿传感器安装在平台桩腿齿轮齿条升降系统齿轮轴组件处，所述超声波水深传感器安装在平台船身底部，与船底平齐；所述超声波气隙传感器安装在直升机平台外边缘围栏上；所述双轴倾角传感器直接安装在海洋平台固定表面上来测量平台倾角变化；所述平台专用动态数据采集终端与各个传感器相连可有线或无线，接收信号并通过ZigBee无线自组网的方式传输；所述中心采集终端接收无线传输信号，将信号传输给数据库服务器存储与处理，通过检测软件在显示设备上对自升式平台平衡与桩腿入泥深度进行实时数字化检测显示。
2.根据权利要求I所述的自升式平台平衡与桩腿入泥深度实时检测装置，其特征在于所述平台专用动态数据采集终端与各个传感器可采用有线或无线连接。
3.根据权利要求I所述的自升式平台平衡与桩腿入泥深度实时检测装置，其特征在于所述每个桩腿处的数齿传感器为两个，区分齿轮轴的正反转，组成一个编码器。
4.根据权利要求I所述的自升式平台平衡与桩腿入泥深度实时检测装置，其特征在于所述双轴倾角传感器测量范围±1 °— ±85 °，频率响应为18Hz。
5.根据权利要求I所述的自升式平台平衡与桩腿入泥深度实时检测装置，其特征在于所述超声波气隙传感器对平台到水面的高度进行实时观测。
6.根据权利要求I所述的自升式平台平衡与桩腿入泥深度实时检测装置，其特征在于所述超声波水深传感器对水深进行实时探测。
7.根据权利要求I所述的自升式平台平衡与桩腿入泥深度实时检测装置，其特征在于所述中心采集终端，与平台专用动态数据采集终端采用ZigBee无线自组网的方式相连接；数据库服务器实现对采集数据进行分析处理功能，存储历史数据；在超出预定值情况下自动报警。
专利摘要本实用新型提供自升式平台平衡与桩腿入泥深度实时检测装置，包所述数齿传感器安装在平台桩腿齿轮齿条升降系统齿轮轴组件处，所述超声波水深传感器安装在平台船身底部，与船底平齐；所述超声波气隙传感器安装在直升机平台外边缘围栏上；所述双轴倾角传感器直接安装在海洋平台固定表面上来测量平台倾角变化；所述平台专用动态数据采集终端与各个传感器相连(可有线或无线)，接收信号并通过ZigBee无线自组网的方式传输；所述中心采集终端接收无线传输信号，将信号传输给数据库服务器存储与处理，通过检测软件在显示设备上对自升式平台平衡与桩腿入泥深度进行实时数字化检测显示；实现自动报警功能。
文档编号G01B17/00GK202661227SQ20122020860
公开日2013年1月9日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者孙正义, 许海庭, 彭吉友, 张跃, 吕国升, 隋迎光, 宋树明, 赵培俭, 杨兵兵, 马安彪, 刘新华 申请人:东营市胜软石油技术开发有限公司