[发明专利]基于海洋石油平台的海洋垂直剖面自动观测系统及方法

说明书

本发明属于海洋观测领域，具体说是一种基于海洋石油平台的海洋垂直剖面自动观测系统及方法，两台绞车安装于底层平台上，在顶层平台下表面焊接定滑轮组，承重通讯缆从绞车A引出后绕过定滑轮组后入海，承重通讯缆在经过锚定重物上的动滑轮组后回到另一绞车上，顶层平台下的定滑轮组上垂吊下来定位钢缆，定位钢缆的底端连接在锚定重物上，观测装置附着于承重通讯缆，随其上下运动，并在运动过程中进行数据采集，两台绞车的运动受中控装置的控制。本发明可以在设备定期维护时，更换电池，下载数据；本发明依靠单一观测装置实现海洋全剖面观测，并具有运行稳定可靠和能耗低等特点。

技术领域

本发明属于海洋观测领域，具体说是一种基于海洋石油平台的海洋垂直剖面自动观测系统及方法。

背景技术

二十一世纪是海洋的世纪，同时，海洋也是能源开采的热点。比如，我国南沙海域的石油储量丰富，具有油气开发的良好前景和条件。要在海上开采石油，保障海洋石油平台的安全性，必须对海洋工程设施产生重大作用和影响的海洋环境有充分的了解。实际观测表明，海洋中对海洋工程设施产生重大作用和影响主要是海洋内波和海流等。内波是灾害性海洋环境之一，海洋内波流可产生巨大的水平推力，威胁半潜式及锚定石油平台稳定性，使平台的主体结构和立管系统发生整体推移或扭转。周期性内波的剪切还会导致FPSO(浮式生产储油卸油装置)和浮式平台锚系疲劳破坏，也会使得深吃水浮体、系泊系统或立管系统处于持续不断的流动和尾涡作用之下，产生显著的涡激振动，降低平台装备的操作性能，并会引发碰撞和疲劳断裂，严重威胁系统的作业安全和性能；内波也会影响钻井作业操控。海洋石油平台建设和运行过程中要求掌握这些动态的海洋水文环境变化。

目前，对石油平台周边海洋水文环境变化的监测多采样在平台周边布放潜标，或者在石油平台上人工吊放设备观测，潜标观测很难实现对所有海洋环境要素进行从海面到海底的立体观测，人工吊放设备费时、费力。

发明内容

为了开展对海洋石油平台所处海域海洋水温、盐度和海流等水文环境的观测，本发明的目的在于提供一种基于海洋石油平台的海洋垂直剖面自动观测系统及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的观测系统包括顶层平台、定滑轮组、承重通讯缆、底层平台、绞车A、绞车B、定位钢缆、锚定装置、观测装置及中控装置，其中绞车A与绞车B分别安装于底层平台上，并分别与安装在底层平台上的中控装置连接、由该中控装置控制运动；所述顶层平台上设有多个定滑轮组；所述锚定装置包括动滑轮组、提拉架及重物，该提拉架上表面的两侧分别安装有所述动滑轮组，下表面的两侧分别连接有重物；所述承重通讯缆的一端缠绕在绞车A上，另一端分别绕过该绞车A上方的定滑轮组、所述提拉架两侧的动滑轮组，再由所述绞车B上方的定滑轮组绕过后缠绕在该绞车B上；所述提拉架两侧的动滑轮组与各自上方定滑轮组之间的承重通讯缆中间设有定位钢缆，该定位钢缆的一端缠绕在定滑轮组上，另一端与所述提拉架连接，所述定位钢缆一端缠绕的定滑轮组位于绞车A上方的定滑轮组与绞车B上方的定滑轮组之间；在任一侧所述动滑轮组与上方的定滑轮组之间的承重通讯缆上安装有所述观测装置，该观测装置随所述承重通讯缆上下运动，并在运动过程中进行数据采集；

其中：所述定滑轮组包括定滑轮架、定滑轮及定滑轮芯轴，该定滑轮架的一端安装在顶层平台的下表面，另一端连接有所述定滑轮芯轴，所述定滑轮转动安装在该定滑轮芯轴上；

所述提拉架为方管，该方管上铰接有位于两侧所述动滑轮组之间的吊环；

所述动滑轮组包括动滑轮、动滑轮架及动滑轮芯轴，该动滑轮架的一端安装在所述提拉架上，另一端连接有所述动滑轮芯轴，所述动滑轮安装在该动滑轮芯轴上；

所述观测装置包括卡缆板、传感器上半夹、传感器下半夹、观测设备及紧固螺栓，该卡缆板、传感器上半夹与传感器下半夹通过紧固螺栓相连接；所述传感器上半夹的一侧与卡缆板之间夹紧有所述承重通讯缆，所述传感器上半夹的另一侧与传感器下半夹之间夹紧有所述观测设备；