[发明专利]一种基于压痕法的海洋平台测量方法

说明书

本发明公开了一种基于压痕法的海洋平台测量方法，其特征在于，若干根支撑件在海洋平台甲板模块的底部，测量方法包括，第一：计算支撑件轴向应力，其中a)确定测量点，b)在测量点处安装测量仪器，c)压痕试验，测量工作应力，d)数据处理，消除弯曲应力并得到轴向应力。第二：计算海洋平台的重量和/或重心，包括：a)计算测量点工作力：F＝σ_T·A，b)计算海洋平台重量：c)计算海洋平台的重心：本发明的有益效果是利用压痕法测算海洋平台重量和重心的方法，通过测量支撑件的力学性能，包括弹性模量、工作应力等，能够精准高效地测算出在役平台的重量和重心，不受环境因素影响，也不需要大型的设备购买和维护，是一种经济高效的测量方案。

技术领域：

本发明涉及一种海洋平台的测量方法，特别涉及一种通过压痕法进行海洋平台的重量及重心的测量方法。

背景技术：

大型海洋平台的重量和重心的测量，可采用焊接前的单件称重、磅秤测量、应变片测量、液压千斤顶称重等方法。其中焊接前的单件称重和磅秤测量，测量精度低，并无法准确测出重心位置；应变片测量精度高，但应变传感器易受温度、湿度和电磁干扰等因素影响，其稳定性和精确度受到影响；液压千斤顶法测量准确度高，但购买维护费用高，引进设备周期较长。

然而，在役平台由于在海上作业，需要在海洋平台整体状态不变的情况下，进行重量和重心的测量，这就需要行之有效的方法，并且考虑到海上风浪的影响，测量方法的选取时，要考虑到环境因素的影响。

目前根据海洋石油开采的需要，海洋平台设计和建造在不断发展，海洋平台的设计和建造也趋于全面的功能性和结构的复杂性。由于建造过程中焊接材料、局部修改等因素影响，使得海洋平台重量与设计重量相差较大，同时，海洋平台结构大、重量分布不均、支撑点跨距大等特点，使得平台的海上安装作业也提出了更高的要求，所以精准的测量海洋平台的重量和重心对于海上安装施工、后期拆解吊装起到至关重要的作用。平台重量和重心位置决定吊装位置和承载能力的选择，如果测算不准确，一旦超出浮吊极限重量时，吊装过程将存在严重的安全隐患。因此，对海洋平台进行重量和重心测量有着重要的工程背景和实践意义。

为了保证海上施工安全，确保平台的重量小于浮吊的极限载荷，在最大程度上发挥吊装能力，对平台进行称重，确定海洋平台准确的重量和重心，对海上吊装的安全性保证起到决定性的作用。

称重技术由传统的机械式称重向现代称重装置发展，由机电元件发展到电阻测力法、点动力平衡等方法。随着计算机的普及和使用，称重传感器制作的电子衡器在各行各业中得到广泛应用，实现了对大型罐体、料斗等重量计测，使现代传感技术在重量测量应用方面有着实际的意义和基础。

目前对于海洋平台重量和重心的测量有较多的方法，主要可采用焊接前单件称重、磅秤测量、应变片法测量、液压千斤顶称重等方法。

上文提到的平台重量和重心的测量方法中各自都存在缺点：

1)焊接前单件称重的方法对于在役海洋平台重量和重心的测量，由于平台在建造过程中焊接材料和局部结构修改的影响，在役平台重量和重心只能通过相关设计资料进行估算，无法保证大型海洋平台重量测量的精准性，同时缺乏直接测量的方法；

2)磅秤测量的方法对在役海洋平台重量测量难以实施，精度低，由于平台重量较大，磅秤的测量能力有限，同时无法准确的测量出重心位置；

3)应变片法测量的方法，是通过平台桩腿上的应变传感器测量弹性元件应力应变的方法，该方法测量精度高，但由于应变传感器易受温度、湿度和电磁干扰等因素的影响，传感器长期测量的稳定性和精确度都受到较大影响，并且传感器设备的安装精度高，测量周期长，期间需要经常调零，成本高；

4)液压千斤顶称重的方法，工艺较成熟，并得到广泛使用，但大型液压称重系统购买和维护费用较高，引进设备的周期较长。