一种海洋平台形变倾斜评估方法

摘要

本发明提供一种海洋平台的倾斜评估方法，属于海洋工程技术领域。通过实时监测桩腿上应变传感器的测量数据获取海洋平台的倾斜状态矩阵，然后对该倾斜状态矩阵进行关联分析，获得海洋平台的整体倾斜图像，从而直观的显示其倾斜状态。同时在辅以适当安全系数，即可做出辅助决策，使操作者能够掌握桩腿变形趋势情况；并在超过预定变形值时进行预警，便于及时作出调整，有效指导洋平台升降船的桩腿插拔桩作业。

主权项

一种海洋平台的倾斜评估方法，其特征在于，通过该方法获得海洋平台的整体倾斜图像，用于表示其倾斜评估结果；所述海洋平台由N个桩腿支撑，每个桩腿包括M根舷管；其中N和M均为大于或等于3的整数；对海洋平台的倾斜评估过程为：步骤一：舷管的形变分析定义舷管的形变监测应力矩阵Z为：$Z=\left[\begin{array}{cc}{A}_1& A_2\\ A_3& A_4\end{array}\right]$其中：A₁为舷管左上端的应变量，A₂为舷管右上端的应变量，A₃为舷管左下端的应变量，A₄为舷管右下端的应变量；用形变监测应力矩阵Z的量值|Z|＝(A₁‑A₂)+(A₄‑A₃)来描述舷管的受力挤压状况；步骤二：桩腿的倾斜形变状态分析将舷管形变监测应力矩阵Z的量值|Z|用归一化量值表示；具体为：将舷管的受力挤压状况分为三种，分别为无接触形变、有接触形变和接近塑性形变；其中无接触形变所对应的形变监测应力矩阵量值的上限为W₀，归一化量值为0；有接触形变所对应的形变监测应力矩阵量值的上限为W₁，归一化量值为1；接近塑性形变所对应的形变监测应力矩阵量值的上限为W₂，归一化量值为2；则：表示舷管无接触形变或受力轻微挤压；表示舷管左向受力中度挤压；表示舷管左向受力严重挤压；表示舷管右向受力中度挤压；表示舷管右向受力严重挤压；定义桩腿的挤压形变向量T为：$T=\left[\begin{array}{ccccc}\left|\overline{Z_1}\right|& \left|\overline{Z_2}\right|& \mathrm{...}& \mathrm{...}& \left|\overline{Z_M}\right|\end{array}\right]$其中为用归一化量值表示的桩腿中第i根舷管形变监测应力矩阵的量值，i＝1…M；依据桩腿的挤压形变向量T，获得其倾斜形变状态，所述桩腿的倾斜形变状态指桩腿的倾斜方向和倾斜程度；用矩阵K表示桩腿的倾斜形变状态，则$K=\left[\begin{array}{c}E\\ F\end{array}\right],$其中E表示桩腿的倾斜方向，F为桩腿的倾斜程度；步骤三：海洋平台倾斜关联分析将支撑海洋平台的各个桩腿的倾斜形变状态分别记为K₁、K₂……K_N；依据步骤二中所获得的每个桩腿的倾斜形变状态，获得海洋平台的倾斜关联分析矩阵S^*：$S^{*}=\left[\begin{array}{cccc}{K}_1& K_2& \mathrm{......}& K_N\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{E}_1& E_2& ...& E_N\\ F_1& F_2& ...& F_N\end{array}\right]$其中E_j表示海洋平台第j个桩腿的倾斜方向，F_j表示海洋平台第j个桩腿的倾斜程度，j＝1…N；依据倾斜关联分析矩阵中描述的海洋平台各桩腿的倾斜方向和倾斜程度，结合海洋平台上设置的水平仪所测得的海洋平台的倾角，对海洋平台的倾斜状态进行仿真，获得海洋平台的整体倾斜图像。