專利名稱：一種海洋波浪載荷的測(cè)量方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海洋波浪載荷的測(cè)量方法和裝置。
背景技術(shù)：
海洋波浪作用在海洋平臺(tái)導(dǎo)管架上的載荷是設(shè)計(jì)海洋平臺(tái)的重要參數(shù)之一。為了獲取海洋波浪載荷的數(shù)據(jù)，人們采用各種測(cè)量手段進(jìn)行測(cè)量，目前海洋波浪載荷的測(cè)量方法主要分為測(cè)壓和測(cè)力兩種；其中，測(cè)壓是通過對(duì)壓力再積分得到海洋波浪載荷的，而測(cè)力則是一種直接測(cè)量方法。
目前普遍使用的測(cè)量海洋波浪載荷的測(cè)力方法都是天平測(cè)力方法，在這種天平測(cè)力方法中，首先由敏感元件通過波浪承載元件檢測(cè)海洋波浪的作用力，然后將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳遞給相應(yīng)的處理裝置進(jìn)行處理，最后輸出所需的海洋波浪載荷數(shù)據(jù)。現(xiàn)有的天平測(cè)力方法，由于其感受波浪載荷的敏感元件同波浪承載元件(如圓筒)設(shè)計(jì)成整體，因而為了保證敏感元件能完全感受海洋波浪的載荷，而不受支撐連接波浪承載元件結(jié)構(gòu)的干擾，但是天平測(cè)力結(jié)構(gòu)中波浪承載元件與海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱之間的連接部件結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜；另外，整個(gè)天平在實(shí)際使用之前就已經(jīng)同海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱連接在一起共同進(jìn)行測(cè)量前的調(diào)試標(biāo)定，這樣在海洋平臺(tái)安裝施工時(shí)很容易對(duì)天平敏感元件造成損傷而影響測(cè)量參數(shù)的可靠性。因此現(xiàn)有天平測(cè)力方法存在測(cè)量部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備安裝要求高、工作可靠性低等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種方便可靠的在海洋平臺(tái)導(dǎo)管架上測(cè)量海洋波浪載荷的測(cè)量方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種本發(fā)明測(cè)量方法中所用的海洋波浪載荷的測(cè)量裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取技術(shù)方案一種海洋波浪載荷的測(cè)量方法，包括下列步驟(1)在海洋平臺(tái)導(dǎo)管架水線附近位置套裝一個(gè)剛性圓筒，該剛性圓筒以懸掛方式吊裝在海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱上，其水平方向要求沒有約束力；(2)在剛性圓筒與導(dǎo)管架腿柱之間，沿其軸向設(shè)置至少兩組測(cè)力傳感器，每個(gè)測(cè)力傳感器組包含有至少三個(gè)測(cè)力傳感器，所述至少三個(gè)測(cè)力傳感器位于同一斷面上，并且沿周向均布，相臨的兩測(cè)力傳感器組之間間隔適當(dāng)距離；(3)在剛性圓筒和導(dǎo)管架腿柱之間填充滿添加有觸媒的橡膠，然后靜置熟化；(4)通過所述測(cè)力傳感器檢測(cè)海洋波浪對(duì)剛性圓筒的作用力；(5)所述測(cè)力傳感器將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行處理。
上述的方法中，所述各測(cè)力傳感器組中的各測(cè)力傳感器的周向位置相同。所述剛性圓筒通過鋼絲或鋼筋連接裝置吊裝在所述海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱上；所述剛性圓筒在自由狀態(tài)下與海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱同軸，剛性圓筒的長度不小于其直徑的兩倍，所述鋼筋或鋼絲的懸吊長度不小于1m。此外，所述觸媒為二丁基二月桂酸錫或二丁基錫硅酸酯，添加量為1～2％；所述橡膠為甲基硅橡膠。
本發(fā)明所提供的海洋波浪載荷的測(cè)量裝置，它包括有一剛性圓筒，其通過連接裝置套裝在海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱的外圓上；至少兩組測(cè)力傳感器，其設(shè)置在所述剛性圓筒與導(dǎo)管架腿柱之間，每個(gè)測(cè)力傳感器組包含有至少三個(gè)測(cè)力傳感器，所述至少三個(gè)測(cè)力傳感器位于同一斷面上，并且沿周向均布，相臨的兩測(cè)力傳感器組之間具有間隔距離；在剛性圓筒和導(dǎo)管架腿柱之間填充滿添加有觸媒的橡膠，并使之靜置熟化。
在實(shí)際操作中，所述連接裝置包括有設(shè)置在所述海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱的外圓的吊點(diǎn)，所述吊點(diǎn)的數(shù)量至少為三個(gè)，并且沿周向均布；設(shè)置在所述剛性圓筒內(nèi)圓的連接點(diǎn)，連接點(diǎn)的數(shù)量和位置與所述吊點(diǎn)的數(shù)量和位置對(duì)應(yīng)；所述吊點(diǎn)和連接點(diǎn)之間設(shè)置連接有鋼絲或鋼筋。
上述的裝置中，所述各測(cè)力傳感器組中的各測(cè)力傳感器的周向位置相同；所述剛性圓筒在自由狀態(tài)下與海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱同軸，剛性圓筒的長度不小于其直徑的兩倍，所述鋼筋或鋼絲的懸吊長度不小于1m。此外，所述觸媒為二丁基二月桂酸錫或二丁基錫硅酸酯，添加量為1～2％；所述橡膠為甲基硅橡膠。
本發(fā)明由于采取以上設(shè)計(jì)，其具有以下優(yōu)點(diǎn)由于本發(fā)明只采用鋼筋或鋼絲等具有一定柔性的連接就將圓筒與導(dǎo)管架腿柱沿軸向位置固定，同時(shí)沿徑向位置又沒有約束，因此本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單可靠；由于本發(fā)明的敏感元件采用的是市場(chǎng)上能夠采購到的測(cè)力傳感器，這樣不僅性能可靠而且更換方便，相對(duì)目前已經(jīng)使用的測(cè)力方法而言，本發(fā)明的測(cè)力方法是“模塊式”結(jié)構(gòu)方式，所以對(duì)海洋平臺(tái)安裝施工要求就不高。此外，本發(fā)明在剛性圓筒和導(dǎo)管架腿柱之間填充上甲基硅橡膠，不僅可以防止海洋生物在剛性圓筒和導(dǎo)管架腿柱之間生長，而且還具有防水的功能，以保護(hù)傳感器不被海水腐蝕，同時(shí)也不影響傳感器的測(cè)量。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A-A剖視示意圖。
圖3為本發(fā)明中測(cè)力傳感器的放大示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所提供的海洋波浪載荷的測(cè)量方法，包括下列步驟(1)在海洋平臺(tái)導(dǎo)管架水線附近適當(dāng)位置套裝一個(gè)剛性圓筒，該剛性圓筒以懸掛方式吊裝在海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱上，其水平方向要求沒有約束力；(2)在剛性圓筒與導(dǎo)管架腿柱之間，沿其軸向設(shè)置至少兩組測(cè)力傳感器，每個(gè)測(cè)力傳感器組包含有至少三個(gè)測(cè)力傳感器，所述至少三個(gè)測(cè)力傳感器位于同一斷面上，并且沿周向均布，相臨的兩測(cè)力傳感器組之間間隔適當(dāng)距離；(3)在剛性圓筒和導(dǎo)管架腿柱之間填充滿添加有觸媒的橡膠，然后靜置熟化；(4)通過所述測(cè)力傳感器檢測(cè)海洋波浪對(duì)剛性圓筒的作用力；(5)所述測(cè)力傳感器將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行處理。
本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用本發(fā)明的方法中的海洋波浪載荷的測(cè)量裝置，如圖1、圖2、圖3所示，其主要包括有一剛性圓筒2，其通過連接裝置套裝在海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱1的外圓上；至少兩組測(cè)力傳感器3，其設(shè)置在剛性圓筒2與導(dǎo)管架腿柱1之間，每個(gè)測(cè)力傳感器組包含有至少三個(gè)測(cè)力傳感器3，所述至少三個(gè)測(cè)力傳感器3位于同一斷面上，并且沿周向均布，相臨的兩測(cè)力傳感器組之間間隔適當(dāng)距離；在剛性圓筒2和導(dǎo)管架腿柱1之間填充滿添加有觸媒的橡膠10，并使之靜置熟化。
在本實(shí)施例中，剛性圓筒2由金屬制成，其上、下緣內(nèi)表面上均分別設(shè)置有一組測(cè)力傳感器3，且每組包含有四個(gè)測(cè)力傳感器3，測(cè)力傳感器3通過其安裝孔9和螺釘4與剛性圓筒2相固定，上、下緣處各測(cè)力傳感器3周向位置相同，并且均沿其周向均布。
上述實(shí)施例中所提及的連接裝置，其主要包括有設(shè)置在海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱1的外圓的吊點(diǎn)5，吊點(diǎn)5的數(shù)量至少為三個(gè)，并且沿周向均布，在本實(shí)施例中吊點(diǎn)5的數(shù)量具體為四個(gè)；設(shè)置在剛性圓筒2內(nèi)圓的連接點(diǎn)7，連接點(diǎn)7的數(shù)量和位置與所述吊點(diǎn)5的數(shù)量和位置對(duì)應(yīng)，即本實(shí)施例中，連接點(diǎn)7的數(shù)量也為四個(gè)，且其周向位置與吊點(diǎn)5相同；吊點(diǎn)5和連接點(diǎn)7之間設(shè)置連接有鋼筋6，通過吊點(diǎn)5和連接點(diǎn)7設(shè)置的鋼筋6，使剛性圓筒2懸掛套裝在海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱1上，同時(shí)測(cè)力傳感器的觸點(diǎn)8靠壓在導(dǎo)管架腿柱1的外表面上，當(dāng)然鋼筋6也可以鋼絲是或其他可以實(shí)現(xiàn)懸掛套裝的材料。
上述所提及的觸媒可以為二丁基二月桂酸錫或二丁基錫硅酸酯，添加量為1～2％；而橡膠可以為甲基硅橡膠。具體來講，在本實(shí)施例中，在剛性圓筒2和導(dǎo)管架腿柱1之間填充滿添加有1.5％二丁基二月桂酸錫的牌號(hào)為QD-231的甲基硅橡膠10，然后靜置熟化。
上述實(shí)施例中，剛性圓筒2在自由狀態(tài)下與海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱1同軸。為了保證剛性圓筒2橫向無約束力，鋼筋6的懸掛長度應(yīng)較長；為了使圓筒2具有適當(dāng)?shù)膭傂裕湟哂幸欢ǖ暮穸?；同時(shí)為了使剛性圓筒2能夠準(zhǔn)確地反映海洋波浪的作用力，剛性圓筒2應(yīng)具有一定的長度。本實(shí)施例中海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱1直徑1.5m-3m，剛性圓筒2的厚度為10mm-80mm，其長度不小于其直徑的兩倍，鋼筋6的長度不小于1m。
為了便于安裝，可將剛性圓筒2設(shè)計(jì)成拼裝式結(jié)構(gòu)，即整個(gè)剛性圓筒2由兩塊以上的弧形板拼接而成。此外，甲基硅橡膠10的牌號(hào)也可以選擇QD-232或QD-234。
工作時(shí)，測(cè)力傳感器3對(duì)海洋波浪施加在剛性圓筒2上的作用力進(jìn)行檢測(cè)后，將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)處理裝置(圖中未示出)，數(shù)據(jù)處理裝置為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理裝置，可以在市場(chǎng)直接購得，在此不做過多的贅述。數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理后輸出所需的海洋波浪載荷的數(shù)據(jù)。因剛性圓筒2具有適當(dāng)?shù)膭傂院烷L度，同時(shí)其橫向無約束力，因此測(cè)力傳感器3通過剛性圓筒2檢測(cè)到的數(shù)據(jù)真實(shí)地反映了海洋波浪的實(shí)際作用力，克服現(xiàn)有技術(shù)測(cè)量可靠性低的缺陷，此外，由于在剛性圓筒2和導(dǎo)管架腿柱1之間填充有甲基硅橡膠10，而傳感器3完全埋在甲基硅橡膠10中，因此不僅可以防止海洋生物在剛性圓筒2和導(dǎo)管架腿柱1之間生長，而且還具有防水的功能，以保護(hù)傳感器3不被海水腐蝕，同時(shí)也不影響傳感器3的數(shù)據(jù)測(cè)量。
權(quán)利要求
1.一種海洋波浪載荷的測(cè)量方法，包括下列步驟(1)在海洋平臺(tái)導(dǎo)管架水線附近位置套裝一個(gè)剛性圓筒，該剛性圓筒以懸掛方式吊裝在海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱上，其水平方向沒有約束力；(2)在剛性圓筒與導(dǎo)管架腿柱之間，沿其軸向設(shè)置至少兩組測(cè)力傳感器，每個(gè)測(cè)力傳感器組包含有至少三個(gè)測(cè)力傳感器，所述至少三個(gè)測(cè)力傳感器位于同一斷面上，并且沿周向均布，相臨的兩測(cè)力傳感器組之間間隔適當(dāng)距離；(3)在剛性圓筒和導(dǎo)管架腿柱之間填充滿添加有觸媒的橡膠，然后靜置熟化；(4)通過所述測(cè)力傳感器檢測(cè)海洋波浪對(duì)剛性圓筒的作用力；(5)所述測(cè)力傳感器將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋波浪載荷的測(cè)量方法，其特征在于所述各測(cè)力傳感器組中的各測(cè)力傳感器的周向位置相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋波浪載荷的測(cè)量方法，其特征在于所述剛性圓筒通過鋼絲或鋼筋連接裝置吊裝在所述海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱上；所述剛性圓筒在自由狀態(tài)下與海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱同軸，剛性圓筒的長度不小于其直徑的兩倍，所述鋼筋或鋼絲的懸吊長度不小于1m。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的海洋波浪載荷的測(cè)量方法，其特征在于所述剛性圓筒通過鋼絲或鋼筋連接裝置吊裝在所述海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱上；所述剛性圓筒在自由狀態(tài)下與海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱同軸，剛性圓筒的長度不小于其直徑的兩倍，所述鋼筋或鋼絲的懸吊長度不小于1m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的海洋波浪載荷的測(cè)量方法，其特征在于所述觸媒為二丁基二月桂酸錫或二丁基錫硅酸酯，添加量為1～2％；所述橡膠為甲基硅橡膠。
6.一種海洋波浪載荷的測(cè)量裝置，其特征在于，它包括有一剛性圓筒，其通過連接裝置套裝在海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱的外圓上；至少兩組測(cè)力傳感器，其設(shè)置在所述剛性圓筒與導(dǎo)管架腿柱之間，每個(gè)測(cè)力傳感器組包含有至少三個(gè)測(cè)力傳感器，所述至少三個(gè)測(cè)力傳感器位于同一斷面上，并且沿周向均布，相臨的兩測(cè)力傳感器組之間具有間隔距離；在剛性圓筒和導(dǎo)管架腿柱之間填充滿添加有觸媒的橡膠，并使之靜置熟化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海洋波浪載荷的測(cè)量裝置，其特征在于所述連接裝置包括有設(shè)置在所述海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱的外圓的吊點(diǎn)，所述吊點(diǎn)的數(shù)量至少為三個(gè)，并且沿周向均布；設(shè)置在所述剛性圓筒內(nèi)圓的連接點(diǎn)，連接點(diǎn)的數(shù)量和位置與所述吊點(diǎn)的數(shù)量和位置對(duì)應(yīng)；所述吊點(diǎn)和連接點(diǎn)之間設(shè)置連接有鋼絲或鋼筋。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的海洋波浪載荷的測(cè)量裝置，其特征在于所述各測(cè)力傳感器組中的各測(cè)力傳感器的周向位置相同；所述剛性圓筒在自由狀態(tài)下與海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱同軸，剛性圓筒的長度不小于其直徑的兩倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的海洋波浪載荷的測(cè)量裝置，其特征在于所述各測(cè)力傳感器組中的各測(cè)力傳感器的周向位置相同；所述剛性圓筒在自由狀態(tài)下與海洋平臺(tái)導(dǎo)管架腿柱同軸，剛性圓筒的長度不小于其直徑的兩倍，所述鋼筋或鋼絲的懸吊長度不小于1m。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8或9所述的海洋波浪載荷的測(cè)量方法，其特征在于所述觸媒為二丁基二月桂酸錫或二丁基錫硅酸酯，添加量為1～2％；所述橡膠為甲基硅橡膠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種海洋波浪載荷的測(cè)量方法，包括下列步驟在海洋平臺(tái)導(dǎo)管架水線附近位置以懸掛方式套裝一剛性圓筒；在剛性圓筒與導(dǎo)管架腿柱之間，沿其軸向間隔適當(dāng)距離設(shè)置有至少兩組測(cè)力傳感器；在剛性圓筒和導(dǎo)管架腿柱之間填充滿添加有觸媒的甲基硅橡膠；測(cè)力傳感器檢測(cè)海洋波浪對(duì)剛性圓筒的作用力。本發(fā)明還公開了一種海洋波浪載荷的測(cè)量裝置，包括剛性圓筒、測(cè)力傳感器和若干連接裝置。本發(fā)明只采用鋼筋或鋼絲等具有一定柔性的連接將圓筒與導(dǎo)管架腿柱沿軸向位置固定，因此其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠；在剛性圓筒和導(dǎo)管架腿柱之間填充上甲基硅橡膠，可以防止海洋生物在剛性圓筒和導(dǎo)管架之間生長，保護(hù)傳感器不被海水腐蝕，同時(shí)也不影響傳感器的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01L5/00GK1737497SQ20051009367
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者時(shí)忠民, 丁樺, 李岐, 楊兵 申請(qǐng)人:中國海洋石油總公司, 中海石油研究中心