浮式生产储卸油装置原油外输安全保护系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了浮式生产储卸油装置原油外输安全保护系统，它包括分别在固定平台、浮式生产储卸油装置、穿梭油轮和拖轮上建立的基准站、中心站、第一移动站和第二移动站,中心站的中心站高速电台、第一移动站的第一移动站高速电台以及第二移动站的第二移动站高速电台相互之间组成局域网，本发明专利技术首次实现了实时监测FPSO和穿梭油轮的艏向角、六自由度数据，FPSO、穿梭油轮和拖轮在电子海图上的方位信息，FPSO与穿梭油轮和拖轮的相对距离、相对夹角。比较全面集成了外输作业相关设备的监测数据，并绘制成动态监测数据曲线图；结合自建数学模型，预测FPSO与穿梭油轮较短时间内的运动趋势，为外输作业者提供所需的关键参考数据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海上油田FPSO串靠外输作业中，尤其涉及浮式生产储卸油装置原油外输安全保护系统。
技术介绍
FPSO (Floating Product1n Storage and Off loading，即浮式生产储卸油装置)作为海上油气加工厂拥有一个极其复杂的系统，其涵盖了数十个子系统，主要由系泊系统、载体系统、生产工艺系统及外输系统组成。其中，外输系统是待FPSO的原油储量达到一定值时将原油外输到穿梭油轮，原油外输作业属于现场十项高风险作业之一的多工种联合作业。在风、浪、流等环境因素影响下，FPSO绕单点系统78做圆周运动。串靠外输则是串靠式又称为艉靠式，是目前应用最多的FPSO原油外输方式。常规做法是拖轮的艉部通过拖缆77牵引穿梭油轮的艉部，再将穿梭油轮的艏部通过系泊缆75连接于FPSO的艉部，将拖轮、穿梭油轮停靠在与FPSO成一条直线上，通过外输软管76将原油输送到穿梭油轮，两船的系泊距离一般为60?80m。系泊缆75常使用尼龙缆，且两端配有摩擦链。—次提油作业时间一般长达12?24小时，一旦外输作业期间风、浪、流等环境条件突变，导致穿梭油轮漂移时，如果不及时采取有效措施，会增大穿梭油轮与FPSO相撞、系泊缆载荷超限或突然断开的风险，进而发生外输软管被拉断、原油溢漏等事故。目前，应对这种风险主要依靠外输操作人员的个人经验，提油船长发出指令命令拖轮向相反方向拖拽穿梭油轮，离开危险区域。这种方式在通常情况下是可以保证安全的，但是当遇到作业海域环境突变等突发情况时，身在穿梭油轮上的提油船长缺少实时关键参考数据，尤其是在水文气象条件较为恶劣的深水油田作业区，仅凭个人经验指挥仍存在较大的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服已有技术的缺点，提供实时监测数据并预测出较短时间内船体的运动状态趋势，在实时监测数据和运动状态预测结果达到设定的危险状态时，系统自动报警的浮式生产储卸油装置原油外输安全保护系统。为此，本专利技术采取以下技术方案，是浮式生产储卸油装置原油外输安全保护系统，它包括:本专利技术的浮式生产储卸油装置原油外输安全保护系统，它包括分别在固定平台、浮式生产储卸油装置、穿梭油轮和拖轮上建立的基准站、中心站、第一移动站和第二移动站，所述的第一移动站安装在穿梭油轮驾驶室楼顶的至高点，所述的第二移动站安装在拖轮驾驶室楼顶的至高点；所述的基准站通过基准站数据采集器接收安装于固定平台导管架底部的浪流仪输出的测量作业海域的浪流数据，所述的浪流数据经基准站数据采集器处理后，依靠网线传送至基准站高速电台，然后通过安装在固定平台至高点处的基准站电台天线和安装在浮式生产储卸油装置至高点处的中心站电台天线无线传输，再经中心站电台天线的馈线传输至中心站高速电台；所述的基准站的GPS接收机通过GPS天线接收全球卫星定位系统输出RTK数据，传至基准站数据采集器，然后通过基准站的基准站高速电台、中心站的中心站高速电台、第一移动站的第一移动站高速电台以及第二移动站的第二移动站高速电台相互之间组成的局域网，分别向中心站、第一移动站和第二移动站输出RTK数据，使GPS定位数据达到厘米级的精度；所述的中心站高速电台安装在浮式生产储卸油装置的中控室，中心站高速电台的电台天线安装于浮式生产储卸油装置至高点处，所述的中心站高速电台通过中心站高速电台天线接收基准站发来的RTK数据和浪流数据、第一移动站发来的穿梭油轮的定位数据和六自由度数据，第二移动站发来的拖轮定位数据以及服务器与第一、第二、第三手持终端机之间的通讯消息通过网线传送至交换机，其中从交换机输出的浪流数据、穿梭油轮的定位数据和六自由度数据与拖轮定位数据、第一、第二、第三手持终端机发来的通信消息通过网线传送至服务器，从交换机读取的RTK数据通过网线传送至中心站数据采集器，再通过串口线缆传输至GPS/INS组合惯导系统，所述的GPS/INS组合惯导系统通过中心站第一、第二 GPS天线接收来自全球卫星定位系统输出的浮式生产储卸油装置的六自由度数据以及定位数据后，与中心站数据采集器输出的RTK数据并组成相位差分观测值进行实时处理，能实时给出厘米级的浮式生产储卸油装置定位数据，然后再依次通过中心站数据采集器和中心站交换机传送至服务器；所述的中心站GPS/INS组合惯导系统安装在浮式生产储卸油装置的中控室，中心站第一 GPS天线和中心站第二 GPS天线安装于浮式生产储卸油装置的至尚点;用于实时监测风速风向信息的风速风向仪，用于实时监测浮式生产储卸油装置各压载水舱和货油舱液位及其液体体积百分比数据、船艏和船艉吃水参数的配载仪，用于实时监测外输作业期间系泊缆拉力数据的系泊缆拉力传感器和用于实时监测外输作业区域的船舶动静态资讯的Ais系统分别将监测的信号通过串口线缆传输至所述的数据采集器，所述的数据采集器把这些监测数据通过网线依次传送至中心站交换机和服务器；所述的服务器用于实时显示接收的各监测数据，并根据各监测数据计算浮式生产储卸油装置、穿梭油轮和拖轮的定位数据以求得的浮式生产储卸油装置与穿梭油轮和拖轮的相对距离和相对夹角，并且所述的服务器用于基于实时监测数据，进行船舶运动数据信号处理，计算得出较短时间内浮式生产储卸油装置和穿梭油轮的方向与位置，实现系统的预测功能并进行预警；所述的服务器用于将系统监测或预测的数据与系统预设的预警等级临界条件做比较，一旦达到系统预设的预警等级临界条件，系统自动发出相应等级的语音和文字报警，实现系统的预警功能；所述的服务器把监测、预测、预警信息和第二、第三手持终端机发来的通信消息，通过网线经由中心站交换机依次传送至第一 WIFI AP和第一 WIFI天线，然后通过第一 WIFI天线实现与第一手持终端机无线连接，并且所述的服务器把监测、预测和预警信息，通过网线经由交换机传送至中心站高速电台，再通过中心站高速电台的电台天线分别与第一移动站的电台天线、第二移动站的电台天线相互之间无线连接；所述的第一移动站高速电台通过第一移动站高速电台的电台天线实时接收基准站的电台天线输出的RTK数据和中心站的服务器通过中心站高速电台的电台天线输出的信息，同时实时发出穿梭油轮修正后的定位数据和六自由度数据，其中，GPS/INS组合惯导系统与两个第一移动站GPS天线相连，GPS/INS组合惯导系统通过两个第一移动站GPS天线接收全球卫星定位系统输出的穿梭油轮的六自由度数据及其定位数据；GPS/INS组合惯导系统接收第一移动站高速电台输出的RTK数据用于修正穿梭油轮的定位数据，GPS/INS组合惯导系统将修正后的穿梭油轮定位数据及其六自由度数据通过串口线缆传送至第一移动站接口控制器，然后通过网线依次传送至第一移动站交换机和第一移动站高速电台，最后借助第一移动站高速电台的电台天线依次回传至中心站高速电台、中心站交换机和服务器;所述的服务器输出的监测、预测、预警信息和第一、三手持终端发来的短消息由第一移动站高速电台天线无线接收后，依次通过网线经由第一移动站高速电台、第一移动站交换机传送至第二 WIFI AP,再通过第一移动站的第二 WIFI天线实现与第二手持终端机无线连接，第二手持终端发出的短信息通过第一移动站的第二 WIFI天线无线传送至第二WIFI AP，然后依次通过网线传送至交本文档来自技高网...

【技术保护点】
浮式生产储卸油装置原油外输安全保护系统，其特征在于:它包括分别在固定平台、浮式生产储卸油装置、穿梭油轮和拖轮上建立的基准站、中心站、第一移动站和第二移动站,所述的第一移动站安装在穿梭油轮驾驶室楼顶的至高点,所述的第二移动站安装在拖轮驾驶室楼顶的至高点；所述的基准站通过基准站数据采集器接收安装于固定平台导管架底部的浪流仪输出的测量作业海域的浪流数据，所述的浪流数据经基准站数据采集器处理后，依靠网线传送至基准站高速电台，然后通过安装在固定平台至高点处的基准站电台天线和安装在浮式生产储卸油装置至高点处的中心站电台天线无线传输，再经中心站电台天线的馈线传输至中心站高速电台；所述的基准站的GPS接收机通过GPS天线接收全球卫星定位系统输出RTK数据，传至基准站数据采集器，然后通过基准站的基准站高速电台、中心站的中心站高速电台、第一移动站的第一移动站高速电台以及第二移动站的第二移动站高速电台相互之间组成的局域网，分别向中心站、第一移动站和第二移动站输出RTK数据，使GPS定位数据达到厘米级的精度；所述的中心站高速电台安装在浮式生产储卸油装置的中控室，中心站高速电台的电台天线安装于浮式生产储卸油装置至高点处,所述的中心站高速电台通过中心站高速电台天线接收基准站发来的RTK数据和浪流数据、第一移动站发来的穿梭油轮的定位数据和六自由度数据，第二移动站发来的拖轮定位数据以及服务器与第一、第二、第三手持终端机之间的通讯消息通过网线传送至交换机，其中从交换机输出的浪流数据、穿梭油轮的定位数据和六自由度数据与拖轮定位数据、第一、第二、第三手持终端机发来的通信消息通过网线传送至服务器，从交换机读取的RTK数据通过网线传送至中心站数据采集器，再通过串口线缆传输至GPS/INS组合惯导系统，所述的GPS/INS组合惯导系统通过中心站第一、第二GPS天线接收来自全球卫星定位系统输出的浮式生产储卸油装置的六自由度数据以及定位数据后，与中心站数据采集器输出的RTK数据并组成相位差分观测值进行实时处理，能实时给出厘米级的浮式生产储卸油装置定位数据，然后再依次通过中心站数据采集器和中心站交换机传送至服务器；所述的中心站GPS/INS组合惯导系统安装在浮式生产储卸油装置的中控室，中心站第一GPS天线和中心站第二GPS天线安装于浮式生产储卸油装置的至高点；用于实时监测风速风向信息的风速风向仪，用于实时监测浮式生产储卸油装置各压载水舱和货油舱液位及其液体体积百分比数据、船艏和船艉吃水参数的配载仪，用于实时监测外输作业期间系泊缆拉力数据的系泊缆拉力传感器和用于实时监测外输作业区域的船舶动静态资讯的AIS系统分别将监测的信号通过串口线缆传输至所述的数据采集器，所述的数据采集器把这些监测数据通过网线依次传送至中心站交换机和服务器；所述的服务器用于实时显示接收的各监测数据，并根据各监测数据计算浮式生产储卸油装置、穿梭油轮和拖轮的定位数据以求得的浮式生产储卸油装置与穿梭油轮和拖轮的相对距离和相对夹角,并且所述的服务器用于基于实时监测数据，进行船舶运动数据信号处理，计算得出较短时间内浮式生产储卸油装置和穿梭油轮的方向与位置，实现系统的预测功能并进行预警；所述的服务器用于将系统监测或预测的数据与系统预设的预警等级临界条件做比较，一旦达到系统预设的预警等级临界条件，系统自动发出相应等级的语音和文字报警，实现系统的预警功能；所述的服务器把监测、预测、预警信息和第二、第三手持终端机发来的通信消息，通过网线经由中心站交换机依次传送至第一WIFIAP和第一WIFI天线，然后通过第一WIFI天线实现与第一手持终端机无线连接,并且所述的服务器把监测、预测和预警信息，通过网线经由交换机传送至中心站高速电台，再通过中心站高速电台的电台天线分别与第一移动站的电台天线、第二移动站的电台天线相互之间无线连接；所述的第一移动站高速电台通过第一移动站高速电台的电台天线实时接收基准站的电台天线输出的RTK数据和中心站的服务器通过中心站高速电台的电台天线输出的信息，同时实时发出穿梭油轮修正后的定位数据和六自由度数据,其中，GPS/INS组合惯导系统与两个第一移动站GPS天线相连，GPS/INS组合惯导系统通过两个第一移动站GPS天线接收全球卫星定位系统输出的穿梭油轮的六自由度数据及其定位数据；GPS/INS组合惯导系统接收第一移动站高速电台输出的RTK数据用于修正穿梭油轮的定位数据，GPS/INS组合惯导系统将修正后的穿梭油轮定位数据及其六自由度数据通过串口线缆传送至第一移动站接口控制器，然后通过网线依次传送至第一移动站交换机和第一移动站高速电台，最后借助第一移动站高速电台的电台天线依次回传至中心站高速电台、中心站交换机和服务器；所述的服务器输出的监测、预测、预警信息和第一、三手持终端发来的短消息由第一移动站高速电台天...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓涛，董海杰，黄国良，杨贵强，朱进全，于超，段北辰，余捷，杨静，张振翔，王栋，龚玉林，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油能源发展股份有限公司，中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司，南海西部石油油田服务深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11