监视海洋结构物的物理变化的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及监视海洋结构物的物理变化的系统及方法，更具体而言，提供一种监视海洋结构物物理变化的系统，包括复合光计量仪器，所述复合光计量仪器以利用光纤布拉格光栅的至少一个以上光学传感器感知所述海洋结构物的行迹及结构性变化。根据本发明专利技术，涉及引进光学传感器方式的测量方法，能够实时准确监视海洋结构物的物理变化，对海洋结构物的气体或流体力学环境内外力、船体应力、六自由度运动及位置进行实时测量监视及控制，更详细而言，涉及综合地测量因气体或流体力学环境内外力而施加于海洋漂浮物的前后左右倾斜度、吃水、吃水差、腐蚀、侵蚀、龟裂、压力、应力、振动、频率等变化，以此为基准预测控制所述海洋结构物，实现燃料节省、安全运用及维护信息提供的方法，提供一种通过对海洋结构物的气体或流体力学环境内外力、船体应力、六自由度运动及位置实时测量监视及预测控制的燃料节省、安全运用及维护信息提供方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及监视海洋结构物的物理变化的系统及方法，更具体而言，提供一种监视海洋结构物物理变化的系统，包括复合光计量仪器，所述复合光计量仪器以利用光纤布拉格光栅的至少一个以上光学传感器感知所述海洋结构物的行迹及结构性变化。根据本专利技术，涉及引进光学传感器方式的测量方法，能够实时准确监视海洋结构物的物理变化，对海洋结构物的气体或流体力学环境内外力、船体应力、六自由度运动及位置进行实时测量监视及控制，更详细而言，涉及综合地测量因气体或流体力学环境内外力而施加于海洋漂浮物的前后左右倾斜度、吃水、吃水差、腐蚀、侵蚀、龟裂、压力、应力、振动、频率等变化，以此为基准预测控制所述海洋结构物，实现燃料节省、安全运用及维护信息提供的方法，提供一种通过对海洋结构物的气体或流体力学环境内外力、船体应力、六自由度运动及位置实时测量监视及预测控制的燃料节省、安全运用及维护信息提供方法。【专利说明】通过对海洋结构物的气体力学、流体力学环境内外力、船体应力、六自由度运动及位置的实时测量监视及预测控制的燃料节减、安全运用及维护信息提供系统及方法
本专利技术涉及用于引进光学传感器方式的测量方法并借助复合光计量仪器而实时监视海洋结构物物理变化的系统及方法。更详细而言，本专利技术涉及用于引进光学传感器方式测量方法并借助复合光计量仪器而实时监视海洋结构物物理变化的系统及方法。 另外，涉及对海洋结构物的气体或流体力学环境内外力、船体应力、六自由度运动及位置实时测量监视及预测控制，更详细而言，涉及综合测量因气体或流体力学环境内外力而施加于海洋漂浮物的前后左右倾斜度、吃水、吃水差、腐蚀、侵蚀、龟裂、压力、应力、振动、频率等的变化，以此为基础控制所述海洋结构物，实现燃料节省、安全运用及维护信息提供方法。 本专利技术涉及通过环境外力综合监视的对象结构物(例，海洋/陆地、造船、航空/航天、水中潜水系留、固定式或风力/潮汐力/波力等相关的)控制方法。
技术介绍
海洋油井生产的原油利用作为海洋结构物之一的管道，移送到海上结构物。在所述海上结构物中，有FPSO(Floating Product1n Storage and Offloading,漂浮式原油生产存储卸载设备)、TLP (Tens1n-Leg Platform，张力腿平台)、SPAR、半潜式钻油台、固定式平台(fixed Platform)等。 此时，管道以20年以上运营期间为目的，安装于少则数千米、多则数百千米的深海。在此这种情况下，安装于深海的管道因大则100度以上的温度偏差而发生收缩或膨胀现象，随着管道内部的压力变化而发生包括长度变化在内的物理变化。 因此，海洋中安装的管道在特定或不特定多数地点集中发生应力，发生挫屈(buckling)及变形。另外，在海底安装的管道与海上运输装置的立管(riser)连接部的着陆区(touch down zone)，因海流、波浪、潮流、风、温度等多种环境外力而诱发管道的摇动。 根据原有监视方式，海洋结构物因温度、压力而发生的变形率远远大于因挫屈及漫步现象而发生的变形率，因而在准确的现象分析方面存在困难。而且，现在电气式倾斜计由于安装于海洋中，因高水压造成漏水而导致遗失，而且，安装时的电源供应装置及连接方式复杂，对容易使用的新型测量方式的需求正在增加。另外，原有监视方式中使用的传感器由于疲劳测量耐用年限短，需要一种方式能使用更长时间的传感器。 在海洋结构物的运用时，气体及流体的流动必然对海洋结构物施加内外力，特别是在海洋特定地点长时间系统留的海洋固定结构物，必要进行控制，使得这种气体及流体的流动导致的内外力影响实现最小化。 另外，迫切要求一种解决对策，解决在海洋结构物运用中，气体或流体力学环境内外力及船体应力导致船舶等颠覆或运输物落水的问题。 另一方面，开发和建造燃料消耗少的海洋结构物，是未来造船海洋产业的核心。假定一天消费100吨燃料、排出320吨二氧化碳的海洋结构物，那么，燃料效率改善1%，每年会节省24万美元以上的费用，25年将减少约6百万美元，在旧船市场中，燃料效率也是最重要因素之一。 另外，海洋结构物运用原有手动作业及半自动化方式因作业者的业务水平而存在较大差异，以半自动化方式开发的系统，只能应用于相应海洋结构物，因此为了体现能够涵盖各种船种的系统，需要从软件工程学上接近，需要从提供用于相似种类应用开发所需基础的概念，开发一种软件架构。
技术实现思路
本专利技术正是为了解决如上所述的问题而研发的，目的在于提供一种通过对海洋结构物的气体或流体力学环境内外力、船体应力、六自由度运动及位置实时监视及控制的燃料节省方法。 另外，本专利技术的目的在于提供一种通过光学传感器方式的融合计量，能够比原有电气式传感器更长时间测量海洋结构物变化，安装及运用简便的监视系统及方法，而且还提供一种能够与外部其它装置共享所述监视信息，提高气象信息的准确性，能够提供对由人造卫星测量的数据进行校正的环境。 另外，目的在于，测量因气体或流体力学环境内外力而施加于海洋漂浮物的前后左右倾斜度、吃水、吃水差等的变化，通过以此为基础控制所述海洋漂浮物，实时提供安全运用方法。 另外，目的在于，测量因施加于海洋结构物的气体或流体力学环境内外力导致的腐蚀、侵蚀、龟裂、压力、应力等，实时提供维护相关信息。 本专利技术正是为解决如上所述的问题而研发的，其目的在于提供一种通过对海洋结构物的气体或流体力学环境内外力、船体应力、六自由度运动及位置实时监视及控制的燃料节省方法。 根据旨在达成所述目的的本专利技术的监视海洋结构物物理变化的系统，提供一种监视海洋结构物的物理变化的系统，包括:复合光计量仪器，其利用基于光纤布拉格光栅的至少一个以上的光学传感器，感知所述海洋结构物的行迹及结构性变化。 另外，所述复合光计量仪器包括:伸长计，其利用所述光学传感器，测量在所述海洋结构物外部设定的至少一个以上的基准点与在所述海洋结构物上设定的地点之间的距离变化；所述光学传感器对应于因所述距离变化而接入光纤的应力变化，使通过所述光学传感器的光信号的波长变化。 另外，所述伸长计包括连接所述基准点与在所述海洋结构物上设定的地点之间的至少一条以上导线；还包括:卷绕部，其以既定张力卷取所述导线；感知部，其利用光学传感器测量所述卷绕部的转数；而且，还包括:刺激部，其相应于从所述感知部测量的转数，周期性地刺激所述光学传感器。 另外，其特征在于，所述复合光计量仪器包括:伸长计，其具备相互连接所述海洋结构物上的至少一个以上地点的光纤导线(320)，测量所述海洋结构物的长度变化；所述光纤导线(320)对应于因所述海洋结构物上的距离变化而接入光学传感器的应力变化，使通过所述光纤的光信号的波长变化。 另外，其特征在于，所述伸长计包括:导线，其在所述海洋结构物上的相同地点安装至少一个以上，由光纤构成；所述导线对应于因所述海洋结构物上的距离变化而接入光纤的应力变化，使通过所述光纤的光信号的波长变化，利用所述三角测量法，换算所述导线各个的拉伸程度，提供所述地点的绝对的位置信息。 另外，其特征在于，所述复合光计量仪器包括:倾斜计，其利用所述光学传感器，测量所述海洋结构物上的多个地点间的倾斜变化；倾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监视海洋结构物的物理变化的系统，在监视海洋结构物的物理变化的系统中，包括：复合光计量仪器，其利用基于光纤布拉格光栅的至少一个以上的光学传感器，感知所述海洋结构物的行迹及结构性变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·明燮·李，
申请(专利权)人：赛创尼克株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR