中國海域FPSO系泊系統(tǒng)監(jiān)測數據回傳方法

，，

(中海油能源發(fā)展股份有限公司采油服務分公司，天津 300451)

中國海域FPSO系泊系統(tǒng)監(jiān)測數據回傳方法

王連佳，李鵬，孫延國

(中海油能源發(fā)展股份有限公司采油服務分公司，天津 300451)

考慮到各FPSO的監(jiān)測系統(tǒng)存在各方面差異，結合現有的各系統(tǒng)配置狀況,在不做大幅度改動的情況下，將系泊數據統(tǒng)一回傳到系泊數據庫中，對各FPSO的監(jiān)測系統(tǒng)進行調研，總結出較為簡便的數據回傳方法。

FPSO；單點系泊系統(tǒng)；系泊監(jiān)測系統(tǒng)

我國海域的FPSO的系泊形式均為單點系泊，近年來，頻發(fā)的單點事故導致了嚴重的經濟損失及社會影響。2005年“達維”臺風造成“南海奮進”號FPSO單點液壓緊固裝置損壞4個、單點艙進水。2006年臺風“珍珠”造成“南海勝利”FPSO的10根系泊錨鏈被吹斷6根，水下生產立管損壞，2009 “巨爵”臺風襲擊“南海發(fā)現號”FPSO，造成錨纜斷4根，水下生產立管及電纜嚴重損壞。2009年HYSY113 FPSO單點塔倒塌，造成FPSO脫離系泊系統(tǒng)，油田被迫停產[1]。隨著中國海洋石油完整性管理的發(fā)展，需要加裝監(jiān)測系數并將各FPSO系泊系統(tǒng)的監(jiān)測數據回傳陸地管理方并統(tǒng)一監(jiān)控。尤其南海海域作業(yè)FPSO在臺風期間人員撤離，主電網斷電，無論是作業(yè)方還是資產方都無法實時掌握FPSO系泊系統(tǒng)應對臺風期間的動態(tài)[2]，各FPSO系泊監(jiān)測系統(tǒng)的數據回傳陸地顯得尤為重要。

1 FPSO系泊監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測點

中國海域內現役FPSO共13艘，其中渤海5艘(均采用軟剛臂單點系泊形式)，南海8艘(均采用內轉塔單點系泊形式)[3]。各已加裝系泊監(jiān)測系統(tǒng)的FPSO的數據監(jiān)測點、數據格式和數據存儲方式均不盡相同。

1.1 渤海海域FPSO系泊監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測點

渤海海域FPSO均采用軟剛臂單點系泊形式[4]，目前渤海海域已加裝單點系泊監(jiān)測系統(tǒng)的FPSO有3條，分別是渤海友誼號FPSO、HYSY112 FPSO和HYSY113 FPSO。其單點監(jiān)測系統(tǒng)主要包含系泊力監(jiān)測、FPSO船體姿態(tài)監(jiān)測和環(huán)境條件監(jiān)測，系統(tǒng)主要組成見圖1。

圖1 軟剛臂單點監(jiān)測系統(tǒng)構成示意

另外渤海友誼號還加裝了系泊腿的狀態(tài)監(jiān)測，HYSY112安裝了單點振動監(jiān)測系統(tǒng)[5]。這3條FPSO的監(jiān)測點設置見表1。

表1 渤海海域FPSO系泊監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測點設置

續(xù)表1

注釋：①慣導，即慣性導航系統(tǒng)，在監(jiān)測系統(tǒng)中可用來監(jiān)測FPSO 6自由度運動。

1.2 南海海域FPSO系泊監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測點

南海海域FPSO均采用內轉塔單點系泊系統(tǒng)，目前南海海域加裝系泊監(jiān)測系統(tǒng)的FPSO有3條，分別為HYSY111 FPSO、HYSY118 FPSO和南海奮進號FPSO[6]。其監(jiān)測系統(tǒng)組成同樣主要包含系泊力監(jiān)測、FPSO船體姿態(tài)監(jiān)測、環(huán)境條件監(jiān)測3部分。南海FPSO監(jiān)測系統(tǒng)以HYSY111 FPSO為例，系泊力監(jiān)測采用固定在水下錨纜上的傾角儀來計算各錨纜拉力，FPSO船體姿態(tài)監(jiān)測采用慣導系統(tǒng)監(jiān)測船體6自由度運動，環(huán)境條件監(jiān)測包括：風速風向儀用來監(jiān)測風速風向、浪流儀用來監(jiān)測海浪和海流，并在船艏和原油處理模塊上安裝3個CCTV，對甲板上浪進行監(jiān)控。HYSY111、FPSO系泊監(jiān)測系統(tǒng)示意于圖2。

另外，由于南海FPSO均采用內轉塔單點系泊系統(tǒng)，單點隨FPSO運動。所以南海其他沒有安裝系泊監(jiān)測系統(tǒng)的FPSO也大多裝配了GPS系統(tǒng)，用來定位單點的位置，該參數可以直觀反應系泊系統(tǒng)隨FPSO在風浪流作用下的移動距離，從而可以粗略反應系泊系統(tǒng)在作業(yè)環(huán)境中的受力[7]。

圖2 HYSY111 FPSO系泊監(jiān)測系統(tǒng)示意

南海部分已掌握的FPSO系泊監(jiān)測點設置如表2。

表2 南海海域部分FPSO系泊監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測點設置

2 FPSO系泊監(jiān)測數據回傳

首先，數據回傳的必要條件是監(jiān)測系統(tǒng)和陸地服務器之間建立良好的數據通信，就各監(jiān)測系統(tǒng)網絡通信情況來看，系泊監(jiān)測系統(tǒng)接入油田網絡的FPSO有：渤海友誼號FPSO、HYSY112FPSO、HYSY113FPSO、HYSY111FPSO、HYSY118FPSO、南海奮進號FPSO[8]，其他FPSO的系泊監(jiān)測系統(tǒng)目前未建立同陸地的網絡通信，故在不對其監(jiān)測系統(tǒng)做硬件改動的前提下，能夠將監(jiān)測數據回傳的監(jiān)測系統(tǒng)只有此6套。所以，第一批數據回傳只考慮此6條FPSO。

其次，這些FPSO系泊監(jiān)測系統(tǒng)的數據存儲方式也不盡相同。各FPSO系泊監(jiān)測系統(tǒng)數據存儲方式大致分為2類：系泊數據以數據庫方式存儲；直接存儲成文本文件，見表3。

另外，海上監(jiān)測系統(tǒng)主機受現場作業(yè)環(huán)境限制，有以下特點。

1)出于網絡安全考慮，監(jiān)測主機IP不能夠長時間固定。

表3 部分FPSO監(jiān)測數據存儲方式

2)監(jiān)測系統(tǒng)數據回傳不能增加現場作業(yè)人員管理負擔。

3)臺風期間FPSO全部人員撤回陸地避臺，無法對監(jiān)測系統(tǒng)人為操作。

綜上，需要在各監(jiān)測主機中部署自動運行的接口程序，從各監(jiān)測系統(tǒng)主機中將數據實時發(fā)送到陸地服務器中。接口程序運行在監(jiān)測系統(tǒng)主機上，實時讀取監(jiān)測系統(tǒng)的數據庫(MySQL數據庫或者Oracle數據庫)，接口程序讀取相關的最新數據，存儲在系泊監(jiān)測數據庫中。本次數據回傳接口程序用JAVA語言編程，故需要配置JAVA程序運行環(huán)境[9]。具體操作如下。

1)首先系泊監(jiān)測數據庫的服務器IP應當為固定IP。

2)在監(jiān)測系統(tǒng)主機上安裝jdk軟件，編譯環(huán)境[10]。

3)置環(huán)境變量。

4)安裝接口程序的運行環(huán)境，即安裝tomcat軟件[11]。

5)部署接口程序，將接口程序部署在tomcat安裝目錄下的tomcatwebappssyncdata文件里。

6)在桌面設置快捷方式，點擊完整性系統(tǒng)接口取數程序，接口程序開始運行，接口可設置為后臺運行，并將其設置為開機自動運行方式[12]。

7)根據監(jiān)測系統(tǒng)數據儲存方式和數據路徑等更改接口程序配置文件，配置接口程序。

程序運行后可自動從數據庫或者數據文件中截取實時數據，發(fā)送到陸地服務器?；貍麝懙睾蟮臄祿梢越y(tǒng)一管理、展示，以實現檢測數據分析和臺風期間的報警等。

3 結論

中國海域FPSO已逐步加裝系泊監(jiān)測系統(tǒng)，用以監(jiān)測包括系泊力、FPSO船體姿態(tài)、環(huán)境條件在內的各項系泊數據，目前系泊數據存儲在各自監(jiān)測系統(tǒng)主機中，監(jiān)測數據回傳建立系泊監(jiān)測數據庫可以提高FPSO管理水平，掌握FPSO系泊系統(tǒng)運行狀況。通過調研掌握了中國海域內各FPSO的監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測點配置、網絡情況、監(jiān)測軟件數據存儲方式等信息。并通過篩選得到不通過修改監(jiān)測系統(tǒng)硬件即可實現數據回傳的6條FPSO作為第一批數據回傳的對象，并在原監(jiān)測系統(tǒng)上部署接口程序將監(jiān)測數據回傳陸地服務器，實現了FPSO單點系泊監(jiān)測系統(tǒng)數據回傳并集中管理。目前，各FPSO的系泊監(jiān)測系統(tǒng)存在各種差異，能夠在對系統(tǒng)改動量較小的情況下將系泊數據回傳的FPSO數量有限，建立完整的系泊監(jiān)測數據庫仍有一定困難。在后續(xù)FPSO加裝系泊監(jiān)測系統(tǒng)時應考慮到監(jiān)測數據回傳功能，首先保證監(jiān)測系統(tǒng)聯網，并盡量采用相對統(tǒng)一的數據存儲方式，以便于系泊數據回傳到陸地系泊監(jiān)測數據庫，進而完整系泊監(jiān)測數據庫。

[1] 李鵬,田冠楠,嚴明.內轉塔單點系泊監(jiān)測系統(tǒng)應用[J].船海工程,2016(5):58-61，64.

[2] 劉濤.FPSO軟剛臂單點系泊系統(tǒng)監(jiān)測技術研究[D].大連：大連理工大學,2013.

[3] 車帥.海洋平臺系泊系統(tǒng)監(jiān)測與裝置研究[D].大連：大連理工大學,2015.

[4] 譚耀模.FPSO單點系泊監(jiān)測系統(tǒng)設計[J].船海工程,2014，43(5):25-28.

[5] 甘泉.FPSO單點系泊監(jiān)測及預警系統(tǒng)的設計與開發(fā)[D].天津：天津大學,2014.

[6] 羅曉明,汪建平,景勇.淺談生產期間FPSO系泊系統(tǒng)的完整性管理[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2012(5):149-151.

[7] 王磊.單點系泊系統(tǒng)的動力學研究[D].青島：中國海洋大學,2012.

[8] 魏躍峰,楊建民,陳剛,等.FPSO運動實測數據統(tǒng)計研究：“南海奮進號”FPSO實船測量研究Ⅰ[J].海洋工程,2011(3):96-101.

[9] 劉煥煥,陸鋒,趙云山.一種適合Java環(huán)境的中文快速排序和模糊檢索方法[J].電腦知識與技術,2009(7):1664-1666.

[10] 支艷強,謝文閣,王麗麗.基于JDK的Java集成開發(fā)環(huán)境的設計與實現[J].大眾科技,2011(9):9-11.

[11] 楊樟,王征.Tomcat 7的安裝和管理[J].辦公自動化,2014(7):61-62，60.

[12] 常志東,趙立平.應用程序開發(fā)過程中軟件開機自動運行的實現[J].計算機光盤軟件與應用,2014(13):71-72.

The Returning Method of Mooring Monitoring Data of FPSO Mooring Systems in China Sea

WANGLian-jia,LIPeng,SUNYan-guo

(CNOOC Energy Technology & Services-Oil Production Services Company, Tianjin 300451, China)

The mooring monitoring data of each FPSO is different in various aspects. The configuration of existing mooring monitoring system of FPSO was investigated to summarize a simple method of sending back the mooring monitoring data to a mooring monitoring database without any drastic changes.

FPSO; single point mooring system; mooring monitoring system

P751

A

1671-7953(2017)05-0167-04

10.3963/j.issn.1671-7953.2017.05.043

2017-07-12

修回日期：2017-08-31

王連佳(1988—)，男，碩士，助理工程師

研究方向：FPSO單點系泊系統(tǒng)管理