海上移動平臺安全數據采集與記錄系統設計

摘 要：該文介紹了海上鉆井平臺安全數據采集的重要性和國內外鉆井平臺使用同類系統的現狀。對該系統的可行性以及推廣價值進行了闡述，同時基于目前在建鉆井平臺的現狀進行了數據采集以及系統設計，描述了實現該系統所必須具備的軟硬件設備。

關鍵詞：安全數據 系統 采集 設計

中圖分類號：TP274.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（a）-00-02

海上移動式平臺由于遠離陸地，設備的技術含量較高，而且價格昂貴，發生故障，造成的損失也較大。隨著新技術、新裝備的采用，設備管理的難度越來越大，這就需要增加自動化的監控設備，減少海上施工作業成本，降低設備維護維修運行費用，加大平臺安全性監控力度，避免災害性事故帶來的環境污染等不良后果。該專項是一個集技術、管理為一體的技術高度密集系統工程。可實現對海上移動式平臺工作與狀態數據信息進行實時、不間斷采集、保護、保存、傳輸、數據萃取等功能。將綜合運用網絡技術、信息技術、數據庫技術、綜合性軟件集成技術，對平臺和平臺生產狀態進行過程性安全監控；同時平臺一旦發生事故，為管理部門分析事故原因提供準確的科學依據和法律判據。

1 需求分析

隨著海洋石油開發的重心逐步由陸地向海洋轉移。海上移動式平臺在海上油田的勘探開發中，占據著非常重要的地位。隨著生產規模的不斷擴大及新技術、新裝備的采用，移動式平臺越來越多，為保障海上安全和效益最大化，需要增加數字化高效監控系統，加大平臺安全性監控力度，避免災害性事故帶來的環境污染等不良后果。其次，海上作業環境的特殊性決定了其具有高危險性。為加強對航行船舶的安全監督和管理，提高船舶及監督人員的安全管理水平，以及為事故調查獲得事故船舶的準確動態數據，查明原因判明責任。根據國家國際海事組織A.861（20）號決議案，《中華人民共和國船載航行數據記錄儀管理規定》（試行）中要求國籍沿海航行船舶應在規定的時間要求安裝一臺符合標準的船載航行數據記錄儀。移動式平臺作業工況及設備繁雜，技術含量高，安全事故引發的后果更加嚴重，研發相應裝備，建立移動式平臺作業安全預警與信息保護體系十分迫切。

2 系統設計

2.1 信號采集

移動式平臺關鍵設備如：柴油發電機組、電控系統、升降系統的運行參數，要具備外傳接口；風、浪、流、地質環境、拖帶船只及可燃氣體探測等與平臺安全相關的一切信息；鉆井設備運行參數以及關鍵鉆井參數的采集。

2.2 硬件實現

系統組成示意見圖1。

2.3 系統組成

2.3.1 硬件組成

該系統主要由信息采集處理機、防護記錄器、顯示告警器、數據監控處理機及UPS等部件組成，見表1。

主要部件功能

信息采集處理機：

對石油平臺各個子系統數據進行收集，并按照特定的儲存格式進行處理變換，再分別通過RS-485和TCP/IP協議發送到監視處理機和防護記錄器。

數據監控處理機：對信息處理機發送來的數據進行存儲并顯示；對需要報警的信號，轉發至顯示報警屏，控制顯示報警屏的工作狀態；能夠對已經存儲數據（包括防護記錄器內和本機內數據）進行回放和分析；對信息處理機系統進行維護和升級。

防護記錄器：對信息處理機發送來的數據進行存儲，為在監視計算機上數據回放提供保障；其中循環記錄各子系統參數24 h，音頻數據12 h。保護載體耐火：260 ℃的低溫不低于10 h，1100 ℃的高溫1 h，海水浸泡示蹤時間不低于30 d，海水浸泡時間不低于500 h信息儲存量不低于1 G。

UPS（機頭、電池包）：為信息處理機、數據監視處理機、交換機和顯示報警屏等系統設備提供穩定的供電能力。

交換機：完成信息采集處理、防護記錄器、數據監控處理機之間的數據交互

2.3.2 信息采集處理機與用電設備間連接關系

信息采集處理機與用電設備間連接關系，見圖2。

2.3.3 信息處理機與各設備連線關系

信息處理機與各設備連線關系，見圖3。

3 主要功能

平臺安全數據采集與記錄系統采集鉆井平臺上各系統的狀態、數據、聲音等信息，將采集的數據進行處理、整理、打包，然后將數據發送給防護記錄器進行記錄；發送給平臺數據監控處理機進行實時監控和分析；發送給平臺其他系統進行數據共享。防護記錄器可以在井噴火燒、墜海浸泡、深海壓力、沖擊等特殊條件下幸存下來。

平臺設計安全數據采集與記錄系統依托海上油氣作業數字化系統，構建“數字化平臺”體系，實現對鉆井平臺工作狀態數據信息進行實時、不間斷采集、保護、保存、傳輸、數據萃取等功能。

4 結語

該設計是集信息采集、傳輸、處理、安全預警、視頻監控、智能決策和衛星通訊于一體的海上油氣作業數字化系統，實施后，經實際使用驗證了“數據采集記錄及告警系統”能夠為海上平臺安全作業提供良好的安全保障，提高海上作業水平，保護環境，降低作業成本，產生了明顯的經濟效益和安全效益。

參考文獻

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