一种FPSO智能装配载监控系统技术方案

本发明专利技术要解决的技术问题是：目前FPSO的装载调整作业的操作工程繁琐复杂；调载流程复杂，合理性、安全性以及工作效率都很差；虽然可通过装载仪监视装载状态，但装载仪功能单一，仅能在快出现稳性和强度问题时报警，缺乏自动化和智能化能力。为了解决上述技术问题，本发明专利技术的技术方案是提供了一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，包括智能监测系统、智能装载决策系统和自主操控系统。本发明专利技术可实现在统一平台上对FPSO运营过程中的液货状态进行实时动态监测，并利用平台数据的统一性实现系统对多个不同监测设备数据的可视操作，保证FPSO在装卸全过程符合浮态、稳性、强度等各项安全指标要求。标要求。标要求。

【技术实现步骤摘要】
一种FPSO智能装配载监控系统


[0001]本专利技术涉及一种FPSO智能装配载监控系统，属于海洋工程和系统开发


技术介绍

[0002]FPSO也就是海上浮式生产、储卸油装置，该船型长期系泊于海上，进行海洋石油的生产、存储及外输作业。由于其主要功能是石油的生产和存储，因此对在作业过程中的船体安全要求很高，而FPSO的状态调整是对其安全的一个主要威胁。
[0003]FPSO船体由大量的原油存储舱和压载水舱组成，原油舱用于存储处理过的原油，压载水舱用于在原油的存储和外输过程中保持船体的浮态。由于在石油的生产、外输以及液舱检查等作业过程中，需要频繁的周期性的进行船体压载状态的调整，以保持船体的浮态，保证船体的稳性及结构安全，因此需要调载作业人员有丰富的操作经验以及专注的工作状态，否则将会造成重大安全事故。
[0004]目前，FPSO的装载调整主要是由专职船员手动调整，操作过程是：首先根据调整需求明确装载调整的目标状态；然后根据当前船体装载状态制定调整流程，包括需要确定调整的液舱、调整顺序和调整量等；接着，根据装载手册检查各调整步骤的安全性；最后，根据流程开始手动控制各舱室遥控阀以调整装载量，过程中需要通过不断检查各液舱液位高度、检查装载仪船体稳性及总强度安全等信息保证调载的安全进行。由此可见，目前采用的FPSO液舱调整方法非常繁琐复杂，极易造成安全事故。
[0005]因此，目前FPSO的装载调整作业存在的主要问题在于：操作工程繁琐复杂，对操作人员经验和专注度都有很高要求，人为事故风险极高；调载流程复杂，完全凭船员经验制定作业流程，合理性、安全性以及工作效率都很差；虽然可通过装载仪监视装载状态，但装载仪功能单一，仅能在快出现稳性和强度问题时报警，缺乏自动化和智能化能力；在遇到极端环境条件时，难以快速做出安全可靠的装载调整。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：目前FPSO的装载调整作业的操作工程繁琐复杂，对操作人员经验和专注度都有很高要求，人为事故风险极高；调载流程复杂，完全凭船员经验制定作业流程，合理性、安全性以及工作效率都很差；虽然可通过装载仪监视装载状态，但装载仪功能单一，仅能在快出现稳性和强度问题时报警，缺乏自动化和智能化能力；在遇到极端环境条件时，难以快速做出安全可靠的装载调整。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供了一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，包括智能监测系统、智能装载决策系统和自主操控系统，其中：
[0008]智能监测系统包括液位监测子系统、温度和压力监测子系统、货油系统状态监测子系统、压载水系统状态监测子系统以及报警输出子系统，通过液位监测子系统、温度和压力监测子系统、货油系统状态监测子系统以及压载水系统状态监测子系统采集FPSO液舱的状态数据对FPSO液舱进行状态监测，并建立监测数据阈值管理，若采集到的状态数据超过
或低于监测数据阈值，则作为异常情况由报警输出子系统进行报警输出；智能监测系统将采集到的状态数据传输至智能装载决策系统进行分析、辨识、处理；
[0009]智能装载决策系统进一步包括FPSO监测信号智能处理子系统、FPSO智能配载决策子系统以及FPSO自主装卸子系统，智能装载决策系统将基于智能监测系统采集到的状态数据，采用智能算法，通过智能装载仪对状态数据进行处理，最终决策制定装载调整计划。
[0010]自主操控系统包括遥控阀门、泵控和惰气系统，智能装载决策系统在经过数据计算后将用于装载的设备遥控信息及时安全地传递到阀门、压载泵和货油泵和惰气装置，同时也需要上述与装载有关的各装置向智能装载决策系统及时反馈惰气装置状态，各阀门的开闭、开度及故障状态，各压载泵和排载泵的运行、故障状态，货油泵及压载泵的进出口压力，以便于智能装载决策系统优化装载方案。
[0011]优选地，所述液位监测子系统包括在FPSO货油舱及FPSO工艺舱采用安全防爆的雷达式液位传感器，其中，每个FPSO货油舱设置4只雷达式液位传感器，分别布置在FPSO货油舱的四角，并设置独立的高高位报警；每个FPSO工艺舱设置两套雷达式液位传感器；
[0012]所述液位监测子系统包括还包括压电式液位遥测传感器、高位报警、吃水传感器，其中：
[0013]FPSO液舱均设置两套互为冗余的压电式液位遥测传感器；
[0014]所有FPSO隔舱空舱设置高位报警；
[0015]FPSO船体艏、舯、艉部的左右舷各设一只吃水传感器，用于检测浮态。
[0016]优选地，所述温度和压力监测子系统包括温度传感器以及惰气压力传感器，其中：
[0017]FPSO货油舱及FPSO工艺舱的中上层及下层分别设置2只温度传感器；FPSO污油舱及FPSO油渣舱下层分别设置2只温度传感器；通过温度传感器采集到的温度数据用于对液货的密度进行修正；
[0018]FPSO货油舱及FPSO不合格水舱设置惰气压力传感器，传输信号至所述智能监测系统进行显示。
[0019]优选地，所述货油系统状态监测子系统监测的参数包括：遥控阀门状态、货油泵状态、货油泵转速或行程数或流量调节遥控阀门开度、货油泵进口压力、货油泵出口压力。
[0020]优选地，所述压载水系统状态监测子系统监测的参数包括：遥控阀门状态、压载泵状态、压载泵转速或流量调节遥控阀门开度、压载泵进口压力、压载泵出口压力。
[0021]优选地，所述报警输出子系统当监测到如下异常情况时，发出报警：FPSO货油舱液位变化异常、FPSO货油舱内高/低液位、FPSO货油舱内液货温度过高、FPSO货油舱内液货温度过低、FPSO货油舱内压力过高、FPSO货油舱内压力过低、FPSO压载舱液位变化异常、FPSO压载舱内高/低液位、其余FPSO液舱内高/低液位、FPSO污油舱及FPSO油渣舱内温度过高、各FPSO隔离空舱内高液位、货油系统故障、压载系统故障、船舶浮态异常。
[0022]优选地，所述FPSO监测信号智能处理子系统接收所述智能监测系统采集的FPSO货舱和FPSO压载舱传感器传来的液位空高信号，经由一段时间内信号数据统计及筛选，准确计量舱内货油和压载水装载状态；
[0023]接收所述智能监测系统采集的FPSO六角吃水信号，经由一段时间内各位置吃水信号数据的统计及筛选，计算平衡状态下船舶实际吃水状态；
[0024]处理FPSO作业环境及运动、系泊系统载荷信号：以较高频率收集FPSO船舶作业期
间的环境信息，以及FPSO船舶六自由度运动和系泊系统载荷信息，通过信息过滤和筛选，记录并显示当前时间区间下的平均环境信息及极端信息，以及对应的六自由度运动趋势、系泊系统载荷均值和极值，基于作业时间建立FPSO作业环境数据库，并和配载数据库建立时间关联。
[0025]优选地，所述FPSO智能配载决策子系统基于实际作业需要，通过多目标优化算法，智能制定最优的FPSO货舱及FPSO压载舱布置方案，配置方案可以满足：FPSO作业过程中浮态要求；较优的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，包括智能监测系统、智能装载决策系统和自主操控系统，其中：智能监测系统包括液位监测子系统、温度和压力监测子系统、货油系统状态监测子系统、压载水系统状态监测子系统以及报警输出子系统，通过液位监测子系统、温度和压力监测子系统、货油系统状态监测子系统以及压载水系统状态监测子系统采集FPSO液舱的状态数据对FPSO液舱进行状态监测，并建立监测数据阈值管理，若采集到的状态数据超过或低于监测数据阈值，则作为异常情况由报警输出子系统进行报警输出；智能监测系统将采集到的状态数据传输至智能装载决策系统进行分析、辨识、处理；智能装载决策系统进一步包括FPSO监测信号智能处理子系统、FPSO智能配载决策子系统以及FPSO自主装卸子系统，智能装载决策系统将基于智能监测系统采集到的状态数据，采用智能算法，通过智能装载仪对状态数据进行处理，最终决策制定装载调整计划。自主操控系统包括遥控阀门、泵控和惰气系统，智能装载决策系统在经过数据计算后将用于装载的设备遥控信息及时安全地传递到阀门、压载泵和货油泵和惰气装置，同时也需要上述与装载有关的各装置向智能装载决策系统及时反馈惰气装置状态，各阀门的开闭、开度及故障状态，各压载泵和排载泵的运行、故障状态，货油泵及压载泵的进出口压力，以便于智能装载决策系统优化装载方案。2.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述液位监测子系统包括在FPSO货油舱及FPSO工艺舱采用安全防爆的雷达式液位传感器，其中，每个FPSO货油舱设置4只雷达式液位传感器，分别布置在FPSO货油舱的四角，并设置独立的高高位报警；每个FPSO工艺舱设置两套雷达式液位传感器；所述液位监测子系统包括还包括压电式液位遥测传感器、高位报警、吃水传感器，其中：FPSO液舱均设置两套互为冗余的压电式液位遥测传感器；所有FPSO隔舱空舱设置高位报警；FPSO船体艏、舯、艉部的左右舷各设一只吃水传感器，用于检测浮态。3.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述温度和压力监测子系统包括温度传感器以及惰气压力传感器，其中：FPSO货油舱及FPSO工艺舱的中上层及下层分别设置2只温度传感器；FPSO污油舱及FPSO油渣舱下层分别设置2只温度传感器；通过温度传感器采集到的温度数据用于对液货的密度进行修正；FPSO货油舱及FPSO不合格水舱设置惰气压力传感器，传输信号至所述智能监测系统进行显示。4.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述货油系统状态监测子系统监测的参数包括：遥控阀门状态、货油泵状态、货油泵转速或行程数或流量调节遥控阀门开度、货油泵进口压力、货油泵出口压力。5.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述压载水系统状态监测子系统监测的参数包括：遥控阀门状态、压载泵状态、压载泵转速或流量调节遥控阀门开度、压载泵进口压力、压载泵出口压力。6.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述报警输出子系统
当监测到如下异常情况时，发出报警：FPSO货油舱液位变化异常、FPSO货油舱内高/低液位、FPSO货油舱内液货温度过高、FPSO货油舱内液货温度过低、FPSO货油舱内压力过高、FPSO货油舱内压力过低、FPSO压载舱液位变化异常、FPSO压载舱内高/低液位、其余FPSO液舱内高/低液位、FPSO污油舱及FPSO油渣舱内温度过高、各FPSO隔离空舱内高液位、货油系统故障、压载系统故障、船舶浮态异常。7.如权利要求1所述的一种FPSO智能装载监控系统，其特征在于，所述FPSO监测信号智能处理子系统接收所述智能监测系统采集的FPSO货舱和FPSO压载舱传感器传来的液位空高信号，经由一...

【专利技术属性】
技术研发人员：童波，羊卫，任铁，甘霏斐，周松立，孙晓东，李祺，倪明杰，刘业文，
申请(专利权)人：中国船舶工业集团公司第七零八研究所，
类型：发明
国别省市：