“星冉号”海洋平台健康监测管理系统 - 海洋电缆布设

分布式光纤技术海洋应用01海洋平台健康监测管理系统 - k0 K p/ `, p# ?- B3 B) _

近年来，以海上采油平台为代表的海上构筑物快速发展，为海上工程提供了一块块赖以生存的钢铁陆地。海洋平台重量大而结构复杂，长期在恶劣的腐蚀性环境下工作，其水下结构更是长期被海水及海生物侵蚀、地基冲刷等，结构承载力随着时间推移而降低。尤其是在半潜式平台和张力腿平台的浮体与柱、支撑半潜式、张力腿甲板的钢架结构，均是受力极大的危险部位。

海洋平台施工复杂、造价昂贵，投资占到了海洋石油开采总投资的70%，但其结构损伤是不可避免的。考虑到安全、生态和经济效益等多维因素，诊断平台结构损伤并能及时修复，可以最大程度上减少财产损失，确保人身安全。因此，有效的平台结构健康监测和管理系统对维护平台稳健运营至关重要。

       

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山东星冉信息科技有限公司，作为光纤传感技术引领者，长期积极探索光纤光栅技术在海洋平台健康监测的应用，已获得多项突破性成果。自主研发的海洋平台健康监测管理系统，不仅可以实现对海洋平台关键结构状态的实时监测，还可以实现对海底输油管道温度及应变监测、采油平台修井机井架的形变及受力监测、海底电缆温度及扰动监测等功能。

“星冉号”海洋平台健康监测管理系统，突破传统监测传感元件耐久性和稳定性的制约，集成实现海洋环境载荷观测、平台结构整体和局部损伤长期实时监测，不仅有助于把握平台结构损伤演变规律，并能为平台结构安全性和耐久性设计提供依据。该系统已实现高技术参数、高稳定性产业应用。

公司自主研发的可视化监控主界面02海底输油管道监测 8 y6 u/ u& m0 y' C+ V. F, r

随着海洋石油资源的大力开发，海底输油管道成为海上油气开发过程中油气运输的主要方式。海上输油立管作为连接平台管道和海底输油管道之间的关键结构，长期裸露在复杂海洋环境中，长时间受到海浪冲刷、海水腐蚀等影响，极易导致立管破损甚至断裂等现象，给输油平台生产带来安全隐患。

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分布式光纤应变监测系统，通过在管道结构的每两个卡箍中间处，轴向安装光纤光栅应变传感器，准确实时监测管道结构应力变化，并以图形化具象显示各监测点及附近区域的实时测量状态、历史信息等，通过报警及时输出警示信号。

             

应力传感器布设截面

分布式光纤应变监测系统，利用光纤传感技术，可以有效提高对海上输油立管的监控水平。系统通过对管道的应力等相关数据进行提取、处理、分析，对海管的弯曲、姿态和损伤进行定位，实现海洋管道的可视、可控、智能化监测。

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海上输油立管03采油平台修井机井架的监测 8 h0 Y& o& |2 `/ t

海洋石油修井机井架长期处在高湿、高盐的恶劣环境下，井架中的杆件、杆件间连接及井架整体会存在不同程度的缺陷，存在海洋钻井或修井作业安全生产中的重大事故隐患。        

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分布式光纤应力监测系统，基于光纤光栅传感技术，可实现对海洋平台井架的实时数据采集、显示、报警、记录等功能。根据数据趋势，前瞻预测出钢结构及基础运行状况，提供钢结构维护依据。

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井架受力分析图采油平台井架04海底电缆温度、扰动监测I海底电缆温度监测海底电缆是海上平台输电系统的重要组成部分，工作环境较为特殊。受本体质量、敷埋地质条件、海洋冲刷、船舶抛锚钩挂、负载电流变化等因素影响，海缆可能出现冲刷暴露、结构受损甚至热击穿等事故。因此，迫切需要合适的海底电缆监测技术对海缆实时运行情况进行监测。分布式光纤温度监测系统，能够实时监测电缆的沿线温度。通过配置DTS分布式光纤测温主机，利用电缆内置的光纤光栅解调仪，将带有温度光信号解调为海底电缆的温度分布。其中，解调仪通过通讯接口将数据传送到上位机，可以连续测得电缆沿线的温度值，生成直观的海洋电缆测温曲线图。

      

  海底电缆温度曲线  II海底电缆扰动监测分布式光纤振动监测系统，利用海底电缆上布设的光纤作为传感单元，采用光纤传感技术对海底电缆振动进行实时监测，同时也可以对电缆附近的活动，如船抛锚、捕鱼活动、抛掷物体、疏浚、以及挖掘冲击等施工作业，及时发出报警，并对电缆损伤位置进行定位。分布式声波在线监测系统，基于分布式光纤振动技术实现声音识别。包括传感光缆、DAS 监测仪、终端服务器等组件，通过传感光缆感知外界扰动信号，DAS 监测仪解调光信号获得对应的振动信号。进一步，服务器整合 DAS 信号数据，对振动信号进行模式识别、存储，并结合 AIS，对潜在的危险发出报警。

      

  扰动监测系统拓图  海底电缆图05山东星冉信息科技有限公司公司简介山东星冉信息科技有限公司是一家创新型科技公司，专注于光纤传感器、光电传感器及其系统、智能监测软件平台等的研发、生产和销售。公司自主研发的分布式光纤传感系统、光纤光栅传感器、激光气体传感器等产品已广泛应用于电力、煤矿、石油化工、海洋探测、综合管廊、地质灾害监测、地热资源探测等领域。公司拥有多名博士、硕士创新人才，具有强大的研发能力，研究成果已获得多项专利和软件著作权。我们始终以客户需求为首位，以科技创新为动力，不断提高服务水平。公司荣誉中国工程院院士团队成果推广基地山东省物联网协会成员中国光学工程学会光纤传感技术应用专家委员会成员 7 K* T* y; x- j, x; J, S5 q0 ]

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山东星冉信息科技有限公司

——光纤传感技术引领者——

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