5)
[0037]需要說明的是，上述公式1-5中，Xa為管道上端橫坐標，X為工程船水平橫坐標，Xv為管道上端相對于工程船的水平橫坐標，yv為管道上端相對于工程船的水平縱坐標，h為艏向，Ya為管道上端縱坐標，y為工程船水平縱坐標，Xb為管道錨固點橫坐標，Xb為管道錨固點縱坐標，L為管道上端到管道錨固點之間管道在水平面投影的長度，Ab為管道錨固點處嵌固件方位角。
[0038]根據本發明的實施例的基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統100，該系統可以將測量硬件設備、管道鋪設有限元計算軟件Orcaflex集成在一起。調用安裝船的運動測量設備、工況測量設備測得的實時數據，給有限元軟件并控制其計算得到管道的動態響應，是一種“準實時“的分析系統，即讀取一段時間的測量數據進行計算并輸出后再讀取一段進行計算的循環過程。這種方案計算的管道動態響應是基于測得的安裝船的真實運動數據(而非波浪理論間接計算產生保守計算誤差)，及海況數據(用于管道載荷計算)，因而能更準確的計算管道的真實響應，便于施工人員決策。
[0039]進一步地，根據本發明的一個實施例，基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統100是循環的動態計算過程，每次動態計算都是以靜態計算收斂為基礎開始的，而每一次靜態計算的船的模型的位置姿態、管道錨固點是不同的(因為船的運動是實時輸入的，是變化的；用幾乎長度不變的一段管道模擬整個長距離管道鋪設過程，水深也可能會變化，每次計算需要對錨固點合理重置)，這會帶來模型計算不收斂的問題，因此需要每次計算前對模型進行調整。
[0040]根據本發明的一個實施例，位置監控單元20每間隔相同的預定時間，向中央處理單元10提供工程船的位置姿態信息和艏向信息。用戶可以根據需求設定合理的時間間隔對工程船的位置信息和艏向信息進行采集，由此，可以提高測量的準確性，方便及時對系統進行調整。
[0041]如圖1所示，根據本發明的一些實施例，基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統100可以進一步包括張緊器張力監控單元501，張緊器張力監控單元501與中央處理單元10連接用于將管道上端的張緊力信息提供給中央處理單元10。由此，可以便于對管道的狀態進行監控。
[0042]如圖1所示，根據本發明的一個實施例，基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統100進一步包括測波雷達502，測波雷達502與中央處理單元10連接，用于將實時的海況數據提供給中央處理單元10。
[0043]如圖1所示，根據本發明的一個實施例基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統進一步包括測流設備503，測流設備503與中央處理單元10連接，用于向中央處理單元10提供流速信息。進一步地，根據本發明的一個優選的實施例，測流設備為聲學多普勒流速剖面儀。
[0044]如圖1所示，根據本發明的些實施例，基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統100進一步包括水深測量設備504、測距聲納505、無人遙控潛水器506以及水下機器人507中的至少一種。具體地，水深測量設備504與中央處理單元10連接，用于提供水深信息給中央處理單元10。測距聲納505用于測量托管架尾端與管道的間隙。無人遙控潛水器506與中央處理單元10連接，以通過中央處理單元10處理后將水下信息顯示在顯示單元40上。水下機器人507與中央處理單元10連接。由此，基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統100能更準確的計算管道的真實響應，便于施工人員決策。
[0045]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例進行接合和組合。
[0046]盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統，其特征在于，包括: 中央處理單元，所述中央處理單元用于修正計算模型管道上端坐標和管道錨固點坐標;接收傳感器數據、人工數據等對管道在各種載荷工況下進行有限元分析并對重要結果存儲于數據庫； 位置監控單元，所述位置監控單元用于檢測和提供工程船的預定時刻的位置姿態信息和艏向信息，并將所述工程船的預定時刻的位置姿態信息和艏向信息提供給所述中央處理單元； 人工數據輸入單元，所述人工數據輸入單元與所述中央處理單元連接，并可通過人工輸入的方式向所述中央處理單元提供管道模型數據；以及 顯示單元，所述顯示單元與所述中央處理單元連接，并根據所述中央處理單元提供的處理后的數據顯示管道動態響應數據， 其中，所述管道上端坐標根據如下公式進行計算: Xa=x+Xv.cosh-yv.sinh YA=y+yv.cosh+Xv.sinh 其中，所述管道錨固點坐標根據如下公式進行計算:Xb = Xa-(L+100).coshYb = Xa-(L+100).sinhAb= 180° +h 其中，Xa為管道上端橫坐標，X為工程船水平橫坐標，Xv為管道上端相對于工程船的水平橫坐標，yv為管道上端相對于工程船的水平縱坐標，h為艏向，Ya為管道上端縱坐標，y為工程船水平縱坐標，Xb為管道錨固點橫坐標，Xb為管道錨固點縱坐標，L為管道上端到管道錨固點之間管道在水平面的投影的長度，Ab為管道錨固點處嵌固件方位角。2.根據權利要求1所述的基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統，其特征在于，所述位置監控單元每間隔相同的預定時間，向中央處理單元提供工程船的位置姿態信息和艏向信息。3.根據權利要求1所述的基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統，其特征在于，進一步包括張緊器張力監控單元，所述張緊器張力監控單元與所述中央處理單元連接用于將所述管道上端的張緊力信息提供給所述中央處理單元。4.根據權利要求1所述的基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統，其特征在于，進一步包括測波雷達，所述測波雷達與所述中央處理單元連接，用于將實時的海況數據提供給所述中央處理單元。5.根據權利要求1所述的基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統，其特征在于，進一步包括測流設備，所述測流設備與所述中央處理單元連接，用于向所述中央處理單元提供流速ig息。6.根據權利要求5所述的基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統，其特征在于，所述測流設備為聲學多普勒流速剖面儀。7.根據權利要求1所述的基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統，其特征在于，進一步包括水深測量設備，所述水深測量設備與所述中央處理單元連接，用于提供水深信息給所述中央處理單元。8.根據權利要求1所述的基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統，其特征在于，進一步包括與所述中央處理設備連接的測距聲納，所述測距聲納用于測量托管架尾端與管道的間隙。9.根據權利要求1所述的基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統，其特征在于，進一步包括無人遙控潛水器，所述無人遙控潛水器與所述中央處理單元連接，以通過中央處理單元處理后將水下信息顯示在所述顯示單元上。10.根據權利要求1所述的基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統，其特征在于，進一步包括水下機器人，所述水下機器人與所述中央處理單元連接，用于提供管道觸地點信息給所述中央處理單元。
【專利摘要】本發明提供一種基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統，包括：中央處理單元，位置監控單元，位置監控單元用于檢測和提供工程船的預定時刻的位置姿態信息和艏向信息，并將工程船的預定時刻的位置姿態信息和艏向信息提供給中央處理單元；人工數據輸入單元，人工數據輸入單元與所述中央處理單元連接，并可通過人工輸入的方式向中央處理單元提供管道模型數據；以及顯示單元，顯示單元與所述中央處理單元連接，并根據中央處理單元提供的處理后的數據顯示管道動態響應數據。根據本發明的基于船舶姿態測量的工程船作業實時分析系統，調用安裝船的運動測量設備、工況測量設備測得的實時數據，給有限元軟件并控制其計算得到管道的動態響應，能更準確的計算管道的真實響應，便于施工人員決策。
【IPC分類】G01L5/00
【公開號】CN105675195
【申請號】CN201610076334
【發明人】李志剛, 王法承, 張益公, 羅勇, 王晉, 朱曉環, 高爽, 湯珂, 孟祥偉
【申請人】中國海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司, 北京高泰深海技術有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年2月3日