CN112097734A - 半潜式平台升沉测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了半潜式平台升沉测量装置，包括绳体以及带动绳体收放的收纳装置、使绳体的一端相对海底固定的连接装置，收放装置和连接装置分别设于绳体的相对两端；绳体的中部还设有用于对绳体传动导向的滑轮组件，滑轮组件与收纳装置固定设于平台上；滑轮组件上还设有用于检测滑轮组件转动方向和转动圈数的检测装置和数据处理模块，检测装置与数据处理模块通信连接。本发明通过收纳装置与绳体连接，同时配合设置在滑轮组件上的检测装置和数据处理模块使用，当半潜式平台发生升沉时，绳体带动滑轮组件旋转的同时被检测装置检测，数据处理模块将滑轮旋转的数据处理转化为平台的升沉方向和升沉幅度，并进行实时记录储存，确保测量的精确性和实时性。

Description

半潜式平台升沉测量装置

技术领域

本发明涉及海上油气田勘探与开发领域，尤其涉及一种半潜式平台升沉测量装置。

背景技术

海上油气田勘探与开发，尤其涉及次深水及深水区作业时，由于半潜式钻井平台既能满足水深多变的要求，又能较好地解决稳定性和移运性问题，因此，半潜式钻井平台常常成为首选。但在海上作业始终要受到风、浪、流的影响，平台处于上下浮沉状态。目前，半潜式钻井平台常用的测量升沉幅度的方法为：钢丝绳一端系于隔水管支撑环，系有重锤的另一端通过滑轮组及刻度尺立于钻台大门一侧，以供司钻参考。

在实施过程中，此种测量记录平台升沉幅度的方法，存在以下问题：1、升沉幅度及周期测量记录只能通过肉眼粗略观察；2、由于潮位不是时刻都处于平潮，导致升沉测量零点不在刻度尺零点，易导致判断失误。上述两点导致在平台升沉较大情况下，一段时间内的升沉幅度及周期无法精准测量和记录，对相关操作及风险防范无法提供有效参考。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种便于精准测量且可实时记录的半潜式平台升沉测量装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

半潜式平台升沉测量装置，包括绳体以及带动所述绳体收放的收纳装置、使所述绳体的一端相对海底固定的连接装置，所述收放装置和所述连接装置分别设于所述绳体的相对两端；

所述绳体的中部还设有用于对所述绳体传动导向的滑轮组件，所述滑轮组件与所述收纳装置固定设于半潜式平台上；

所述滑轮组件上还设有用于检测所述滑轮组件转动方向和转动圈数的检测装置，所述半潜式平台沉降测量装置还包括将所述转动方向和所述转动圈数转化为平台升沉方向和升沉幅度的数据处理模块，所述检测装置与数据处理模块通信连接。

优选地，所述收纳装置为滚筒状收纳装置，所述绳体缠绕在滚筒状的所述收纳装置上。

优选地，所述收纳装置包括带动所述绳体自动回缩的弹性机构，所述弹性机构为尺簧结构。

优选地，缠绕在滚筒状的所述收纳装置上的绳体大于或等于5米。

优选地，所述收纳装置还包括容纳所述尺簧结构和所述绳体的收纳壳体，以及将所述尺簧结构与所述收纳壳体固定连接的第一横杆，所述第一横杆贯穿插设于所述尺簧结构的圆心，所述尺簧结构和所述第一横杆同轴设置。

优选地，所述收纳壳体和所述尺簧结构之间还设有至少一个第一轴承，所述第一轴承与所述第一横杆、所述尺簧结构同轴设置。

优选地，所述滑轮组件包括定滑轮、与所述定滑轮同轴设置的第二横杆、与所述第二横杆同轴设置的至少一个第二轴承，所述检测装置设于所述第二轴承上，所述第二轴承与所述半潜式平台固定连接。

优选地，所述检测装置包括电磁传感器、霍尔传感器。

优选地，所述绳体为钢丝绳。

优选地，所述连接装置与插设于海底的隔水管固定连接的隔水管支撑环。

本发明具有以下有益效果：本发明通过可回收的收纳装置与绳体连接，同时配合设置在滑轮组件上的检测装置和数据处理模块使用，当半潜式平台发生升沉时，带动滑轮组件旋转的同时被检测装置检测，数据处理模块将滑轮旋转的数据处理转化为平台的升沉方向和升沉幅度，并进行实时记录储存，确保测量的精确性和实时性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一个实施例的结构示意图；

图2是本发明收纳装置的俯视剖面图；

图3是本发明尺簧结构的示意图；

图4是本发明一个实施例中滑轮组件的结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明提供的半潜式平台升沉测量装置，可用于海上油气田勘探与开发的半潜式钻井平台上，用于测量并记录半潜式平台的沉降幅度及沉降周期。参考图1，其可包括绳体10、收纳绳体10的收纳装置20、将绳体10一端连接海底以固定的连接装置30。绳体10中部还设有滑轮组件40，用于与绳体10配合，当平台发生升沉时对绳体10进行传动导向。本发明提供的半潜式平台升沉测量装置还包括设于滑轮组件40上的检测装置50以及与该检测装置50通信连接的数据处理模块(图中未示出)，检测装置50用于检测滑轮组件40的转动方向和转动圈数，数据处理模块接收上述转动方向和转动圈数的数据，对其进行处理并转化为半潜式平台的升沉趋势和升沉幅度，并对该升沉趋势和升沉幅度进行记录。

具体的，参考图1，绳体10包括相对设置的第一端11和第二端12，其中，第一端11与收纳装置20固定连接，第二端12与连接装置30固定连接，优选绳体10为强度较高的钢丝绳。钢丝绳的中部搭接在滑轮组件40上，与连接装置30固定连接的一端在海底固定，当平台上下升沉时，与连接装置30固定的第二端12保持不动，第一端11随半潜式平台的升降进行收放。

在一些实施例中，收纳装置20可为手动收绳装置，使绳体10始终保持紧绷状态；在另一些实施例中，为使测量更加便捷和自动化，优选收纳装置20可自动收绳，参考图1及图2，收纳装置20在一些实施例中包括收纳壳体21、弹性机构22、将收纳壳体21和弹性机构22固定连接的第一横杆23，其中，弹性机构22与绳体10的第一端11固定连接，并可带动绳体10自动回缩。在一些实施例中，收纳装置20呈滚筒状，绳体10缠绕在收纳装置20上，优选的，缠绕在收纳装置20上的绳体10至少为5米，以满足平台升沉的距离要求。在本实施例中，弹性机构22优选为尺簧结构，尺簧结构为缠绕成卷状的弹性钢条，在外力作用下可向外拉伸，无外力作用时可自动回缩。第一端11通过绳卡等固定装置固定在尺簧结构的末端，当平台随潮汐上升，由于绳体10的第二端12在海底固定不动，第二端12相对上升的平台距离拉长后，第一端11带动尺簧结构向外拉伸；当平台随潮汐下沉时，第二端12相对下沉的平台距离缩短，拉伸绳体10的外力撤销后，尺簧结构带动第一端11回缩。在一些实施例中，为使得尺簧结构在外力作用下可顺畅旋转，优选在收纳壳体21和尺簧结构之间还设有至少一个第一轴承，在本实施例中，收纳壳体21的宽度略大于尺簧结构的宽度，第一轴承优选对称设于尺簧结构两侧，第一轴承、尺簧结构、第一横杆23同轴设置。

参考图4，滑轮组件40在一些实施例中包括固定在半潜式平台上的定滑轮41，绳体10的中部搭接或缠绕在定滑轮41上，绳体10移动带动定滑轮41转动。滑轮组件40还包括与定滑轮41同轴设置的第二横杆42，以及与第二横杆42同轴设置的至少一个第二轴承43，定滑轮41转动时，通过第二横杆42带动第二轴承43同步转动。在一些实施例中，如图1所示，滑轮组件40悬设与半潜式平台上；在另一些实施例中，如图4所示，滑轮组件40水平放置于半潜式平台上。

在本发明中，绳体10的第二端12与连接装置30固定连接，其中，连接装置30优选为与海底的隔水管固定连接的隔水管支撑环，套设在隔水管上，其中，隔水管固定插设于海底，即连接在隔水管上的第二端12相对海底保持静止，不会随潮汐上下移动，以确保测量装置的测量准确性。

在本发明中，半潜式平台升沉测量装置还包括设于滑轮组件40上的检测装置50以及与该检测装置50通信连接的数据处理模块，优选该检测装置50设于第二轴承43上，用于检测第二轴承43的转动方向和转动圈数，由于第二轴承43与定滑轮41同步转动，检测装置50检测到的第二轴承43的转动方向和转动圈数也可看做是定滑轮41的转动方向和转动圈数。在一些实施例中，检测装置50包括电磁传感器和霍尔传感器，检测装置50将检测到的转动方向和转动圈数的相关数据传输至数据处理模块，数据处理模块通过换算，将转动方向处理判断为平台的升沉方向，在一些实施例中，当检测装置50检测到第二轴承43顺时针转动时，数据处理模块判断为平台上升；当检测装置50检测到第二轴承43逆时针转动时，数据处理模块判断为平台下沉。同时，数据处理模块可根据检测装置50检测到的转动圈数计算绳体10的移动距离，综合转动方向判断平台上升距离或下降距离。具体的，轴承旋转圈数为n(n可为整数，也可不为整数)，定滑轮41的滑轮半径为r，则平台上升或下沉的距离为2πrn。数据处理模块对上述数据进行处理，并将处理后的实时平台升沉数据进行记录，以储存为半潜式平台的升沉幅度和周期。

当使用本发明提供的半潜式平台升沉测量装置进行平台升沉记录时，将连接机构与设于海底的隔水管预连接到位，并将绳体10搭接或缠绕在定滑轮41上，当平台随潮汐向上浮动时，绳体10与连接机构连接在隔水管上的第二端12固定不动，平台距第二端12的距离变长，第一端11带动尺簧结构拉伸以适配该变长的距离；当平台随潮汐下沉时，绳体10与连接机构连接在隔水管上的第二端12固定不动，平台距第二端12的距离缩短，当拉伸的外力撤销后，尺簧结构带动第一端11回缩，定滑轮41随绳体10的拉伸和收缩转动，检测装置50检测第二轴承43的转动方向和转动圈数，并将上述数据传输至数据处理模块，数据处理模块将上述转动方向和转动圈数计算转化为平台的升沉方向和升沉幅度，并进行实时记录生成升沉周期，将上述数据进行实时储存，以便用户查看。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种半潜式平台升沉测量装置，其特征在于，包括绳体(10)以及带动所述绳体(10)收放的收纳装置(20)、使所述绳体(10)的一端相对海底固定的连接装置(30)，所述收放装置和所述连接装置(30)分别设于所述绳体(10)的相对两端；

所述绳体(10)的中部还设有用于对所述绳体(10)传动导向的滑轮组件(40)，所述滑轮组件(40)与所述收纳装置(20)固定设于半潜式平台上；

所述滑轮组件(40)上还设有用于检测所述滑轮组件(40)转动方向和转动圈数的检测装置(50)，所述半潜式平台沉降测量装置还包括将所述转动方向和所述转动圈数转化为平台升沉方向和升沉幅度的数据处理模块，所述检测装置(50)与数据处理模块通信连接。

2.根据权利要求1所述的半潜式平台升沉测量装置，其特征在于，所述收纳装置(20)为滚筒状收纳装置，所述绳体(10)缠绕在滚筒状的所述收纳装置(20)上。

3.根据权利要求2所述的半潜式平台升沉测量装置，其特征在于，所述收纳装置(20)包括带动所述绳体(10)自动回缩的弹性机构(22)，所述弹性机构(22)为尺簧结构。

4.根据权利要求3所述的半潜式平台升沉测量装置，其特征在于，缠绕在滚筒状的所述收纳装置(20)上的绳体(10)大于或等于5米。

5.根据权利要求3所述的半潜式平台升沉测量装置，其特征在于，所述收纳装置(20)还包括容纳所述尺簧结构和所述绳体(10)的收纳壳体(21)，以及将所述尺簧结构与所述收纳壳体(21)固定连接的第一横杆(23)，所述第一横杆(23)贯穿插设于所述尺簧结构的圆心，所述尺簧结构和所述第一横杆(23)同轴设置。

6.根据权利要求5所述的半潜式平台升沉测量装置，其特征在于，所述收纳壳体(21)和所述尺簧结构之间还设有至少一个第一轴承(24)，所述第一轴承(24)与所述第一横杆(23)、所述尺簧结构同轴设置。

7.根据权利要求1所述的半潜式平台升沉测量装置，其特征在于，所述滑轮组件(40)包括定滑轮(41)、与所述定滑轮(41)同轴设置的第二横杆(42)、与所述第二横杆(42)同轴设置的至少一个第二轴承(43)，所述检测装置(50)设于所述第二轴承(43)上，所述第二轴承(43)与所述半潜式平台固定连接。

8.根据权利要求7所述的半潜式平台升沉测量装置，其特征在于，所述检测装置(50)包括电磁传感器、霍尔传感器。

9.根据权利要求1所述的半潜式平台升沉测量装置，其特征在于，所述绳体(10)为钢丝绳。

10.根据权利要求1所述的半潜式平台升沉测量装置，其特征在于，所述连接装置(30)与插设于海底的隔水管固定连接的隔水管支撑环。

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