Spar平臺結構健康監(jiān)測的測點優(yōu)化與系統(tǒng)設計.pdf

1、深水浮式平臺與其附屬的系泊系統(tǒng)、立管系統(tǒng)一起組成深海油氣開發(fā)的浮式生產(chǎn)系統(tǒng)，是深海油氣開發(fā)的主要基礎設施，其安全性至關重要。國外對深海石油的開采已有近三十年的歷史，相應的設計理論也得到快速發(fā)展，但是深海環(huán)境條件十分惡劣，其安全性仍然受到嚴重威脅。為了保障平臺安全運營，建立一套深水浮式平臺結構的健康監(jiān)測系統(tǒng)，全天候、全自動地實時監(jiān)測海洋環(huán)境要素、平臺關鍵構件與整體結構響應，不僅可以實時掌握結構的安全狀況，同時還為相關研究提供足尺的現(xiàn)場試驗

2、數(shù)據(jù)，為完善相關理論提供寶貴的基礎。Spar平臺以其優(yōu)良的運動性能、優(yōu)異的動力穩(wěn)定性和高效的經(jīng)濟效益被廣泛應用于深海開發(fā)中。本文以Spar平臺研究對象，對Spar平臺結構健康監(jiān)測系統(tǒng)設計進行了較深入的研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，對國內(nèi)外浮式平臺事故進行了歸納分析，對浮式平臺主要失效模式進行了總結。基于失效模式的分析，給出了Spar平臺健康監(jiān)測系統(tǒng)的關鍵監(jiān)測參數(shù);在此基礎上結合傳感器選型原則，進行了相應的傳感器選型，為Spa

3、r平臺健康監(jiān)測系統(tǒng)設計提供重要基礎。
　　其次，針對目前局部監(jiān)測測點選擇依靠經(jīng)驗選擇的不足，提出了基于易損性參數(shù)的測點優(yōu)化方法;根據(jù)易損性特征規(guī)定了易損性參數(shù)的確定原則，結合結構局部健康監(jiān)測目的與結構易損性本質(zhì)特征定義了易損性參數(shù);在此基礎上建立了基于易損性參數(shù)的測點優(yōu)化模型，結合規(guī)范常規(guī)計算方法給出了該優(yōu)化模型的求解方法。以某Spar平臺主體結構為例，對其進行了局部性能監(jiān)測測點優(yōu)化計算，確定了相應的優(yōu)化測點。
　　第三，基

4、于安全預警指標原則，結合Spar平臺結構監(jiān)測參數(shù)，確定了浮式平臺結構健康監(jiān)測安全預警指標，采用閾值預警法，依據(jù)結構設計規(guī)范，對結構各監(jiān)測參數(shù)的預警進行等級劃分及相應預警臨界值確定。以某Spar平臺為例，在百年一遇的海況下分析了平臺各安全預警指標預警情況。
　　最后，根據(jù)Spar平臺健康監(jiān)測系統(tǒng)的目標和健康監(jiān)測系統(tǒng)組成部分之間的邏輯關系，結合結構健康監(jiān)測系統(tǒng)設計原則，進行Spar平臺健康監(jiān)測系統(tǒng)的設計，并給出了Spar平臺的整體監(jiān)測