【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法和系统，属于海洋石油平台。
技术介绍
1、近年来，在南海北部大陆坡区的石油天然气勘探开发中频频遭遇海洋内波影响，特别是中国海油在迈进深水勘探开发过程中，遭遇到多次海洋内波的威胁。海洋内波会对大深度细长柔性立管产生剪切荷载，还会使张力腿平台产生大幅度水平飘移运动，并导致其张力腿张力显著增大。海洋内波来临时会使钻井平台漂移量过大，甚至走锚；若钻井作业打开油气层，会受到强内波影响，此时的风险将难以估量。内波频发的海区，其海底流速也会较大，从而产生海床冲蚀，从而影响海底管道稳定性。
2、多年一遇大振幅内孤立波致流速场是石油平台设计的重要环境参量，但由于海洋内波长期观测资料较少，目前，由于海洋内波观测难，现有资料较少，仅满足几个月至1年的资料长度，数据量不足以支持推算计算相对准确的多年一遇值。因此，使用短期观测资料与概率模型，还不能准确推算不同重现期内波流速设计参数。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法和系统，用以解决使用短期观测资料与概率模型不能准确推算不同重现期内波流速设计参数的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提出了以下技术方案：一种基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法，包括：采集不同深度各层实测海流数据，进行功率谱分析；分层对所述实测海流数据进行滤波；将经过滤波的所述实测海流数据，根据功率谱分析结果分离为潮流成分和内波流成分；对分离
3、进一步，进行功率谱分析的方法为：提取不同深度各层实测海流数据，采用谱估计方法对各层海流进行功率谱分析；根据所述功率谱的分析结果，确定不同水深层位全日潮及半日潮信号分量的周期范围，获取截断周期最小值tmin和截断周期最大值tmax。
4、进一步，将经过滤波的所述功率谱分接为潮流成分和内波流成分的方法为：对第k层实测海流数据，使用滤波器进行分解，获得截断周期为截断周期最小值tmin至截断周期最大值tmax之间的潮频的海流数据；将所述海流数据中小于截断周期最小值tmin和大于截断周期最大值tmax的部分进行成分叠加，形成第k层处的潮频海流ut及内波流ui；重复上述，获得不同深度处各层潮频海流ut及内波流ui。
5、进一步，使用滤波器分解获得的实测海流滤波的潮频分量为3h-36h；将所述海流数据中小于3h和大于36h的部分进行成分叠加。
6、进一步，使用极值理论广义pareto分布的性质，使用阈值法对分离出的潮流成分ut和内波流ui开展不同重现期流速计算，所述阈值的计算公式为：
7、
8、其中，x为随机变量，u为阈值，e(x-u|x>u)为阈值超出量的期望值，ξ为形状参数，σ为尺度参数。
9、进一步，使用阈值法对分离出的潮流成分ut和内波流ui计算不同重现期流速的方法为：使用阈值法对分离出的第k层潮流成分ukt计算极值，得到第k层不同重现期潮流流速值；使用阈值法对分离出的第k层内波及随机流成分uki计算极值，得到第k层不同重现期内波流流速值；重复上述过程，获得各层不同重现期潮流流速值和不同重现期内波流流速值。
10、进一步，不同重现期全剖面内波设计参数的计算公式为：
11、
12、其中，ikv为第k层不同重现期内波流流速值；tkv为第k层不同重现期潮流流速值；vk为第k层不同重现期内波设计参数。
13、进一步，所述实测海流数据为一年期内的海流数据，所述不同重现期为1年-100年重现期。
14、本专利技术还公开了一种基于短期实测资料计算海洋内波设计参数系统，包括：功率谱分析模块，用于采集不同深度各层实测海流数据，进行功率谱分析；滤波模块，用于分层对所述实测海流数据进行滤波；数据分类模块，用于将经过滤波的所述实测海流数据，根据功率谱分析结果分离为潮流成分和内波流成分；流速值计算模块，用于对分离出的潮流成分和内波流成分计算不同重现期内的潮流流速值和内波流流速值；设计参数获取模块，用于将各层最大的潮流流速值与不同重现期内的内波流流速值组合，获得不同重现期全剖面内波设计参数。
15、本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述任一项所述的基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法。
16、本专利技术的技术方案至少具有如下技术效果或优点：本专利技术中方案基于短期实测内波资料、工程海域潮汐特性、实测内波流阈值法计算以及各海流成分概率组合等，可适用于南海内波影响海区不同重现期内波全剖面流速设计参数计算，其使用短期实测海流数据，可满足1年-100年重现期内波设计参数计算；基于海流功率谱实测海流数据成分分析；基于pot(peaks over threashold)模型内波流流速计算方法；内波与背景流的合理概率组合。可应用于南海内波影响海区的不同水深全剖面内波流速设计参数。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法，其特征在于，进行功率谱分析的方法为：
3.如权利要求2所述的基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法，其特征在于，将经过滤波的所述功率谱分接为潮流成分和内波流成分的方法为：
4.如权利要求3所述的基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法，其特征在于，使用滤波器分解获得的实测海流滤波的潮频分量为3h-36h；将所述海流数据中小于3h和大于36h的部分进行成分叠加。
5.如权利要求1所述的基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法，其特征在于，使用极值理论广义Pareto分布的性质，使用阈值法对分离出的潮流成分uT和内波流uI开展不同重现期流速计算，所述阈值的计算公式为：
6.如权利要求5所述的基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法，其特征在于，使用阈值法对分离出的潮流成分uT和内波流uI计算不同重现期流速的方法为：
7.如权利要求1所述的基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法，
8.如权利要求1所述的基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法，其特征在于，所述实测海流数据为一年期内的海流数据，所述不同重现期为1年-100年重现期。
9.一种基于短期实测资料计算海洋内波设计参数系统，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1-8任一项所述的基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法，其特征在于，进行功率谱分析的方法为：
3.如权利要求2所述的基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法，其特征在于，将经过滤波的所述功率谱分接为潮流成分和内波流成分的方法为：
4.如权利要求3所述的基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法，其特征在于，使用滤波器分解获得的实测海流滤波的潮频分量为3h-36h；将所述海流数据中小于3h和大于36h的部分进行成分叠加。
5.如权利要求1所述的基于短期实测资料计算海洋内波设计参数方法，其特征在于，使用极值理论广义pareto分布的性质，使用阈值法对分离出的潮流成分ut和内波流ui开展不同重现期流速计算，所述阈值的计算公...
【专利技术属性】
技术研发人员：米立军，朱海山，谢波涛，尹汉军，李达，刘涛，付殿福，黄必桂，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。