Способ определения линейных перемещений глубоководной опоры Советский патент 1986 года по МПК E02B17/00 

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что время экспонирования выбирают в два раза короче периода собственных колебаний опоры.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что датчики гидростатического давления закрепляют на конструктивном элементе, выполненном в виде жесткой измерительной базы, в один ряд с возможностью поворота

1

Изобретение относится к натурны.м исследованиям морских сооружений и может быть использовано при определении линейных пере- меп 1ений глубоководных опор нефтегазопро- мысловых платформ.

Цель изобретения - расн1ирение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности производства измерений в открытом море.

На чертеже изображены глубоководная опора и расположение измерительной аппаратуры.

Фотостанция 1 расположена на надводной части рабочей площадки 2 глубоководной опоры 3. При действии волн зыби с помощью фотостанции 1 осуществляется сте- реофотограмметрия набегающих волн 4. У основания глубоководной опоры 3 смонтированы датчики 5 гидростатического давления. Датчики 5 могут быть закреплены на жесткой базе 6, которая при помощи горизонтального подшипника 7 установлена на поддерживающей конструкции 8, опирающейся на дно 9 моря.

Сущность изобретения основывается на ряде свойств волновых процессов моря. После прекращения действия ветра в море в течение длительного времени сохраняются волны зыби, которые отличаются праЕшль- ным упорядоченным характером, т.е. случайные волновые колебания вырождаются в квазирегулярные.

Для определения абсолютных линейных перемещений глубоководной опоры 3 необходимо знать абсолютную скорость передвижения некоторой верщины волны 4 (абсолютную фазовую скорость) и фазовую скорость относительно верха конструкции (относительную фазовую скорость).

Определение абсолютной фазоЕюй скорости осундествляется при помощи датчиков 5 гидростатического давления, которые дают информацию о высоте столба воды над ними в каждый момент времени. Датчики 5 закрепляются на базе 6 на расстоянии друг от друга в диапазоне 10-20 м.

оси ряда датчиков параллельно направлению распространения волн, при этом количество датчиков принимают не менее двух.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что датчики гидростатического давления устанавливают на глубине не менее 0,3 длины измеряемой волны и на расстоянии от глубоководной опоры не менее утроенного диаметра ее ближайн1его конструктивного элемента.

0

5

0

5

0 л

5

Информация с датчиков 5 .может синхронно регистрироваться самописцами или другими ВЫВОДЯН.1.ИМИ устройствами, позволя- ющи.ми, например, по известной скорости протяжки ленты в записывающем устройстве определить время перехода максимального столба водь с одного датчика на рядом стоящий. Зная расстояние между соседними датчиками и время (tpc.-) между регистра- циями максимального столба воды каждым из них, получаем значение абсолютной фазовой скорости

g cosoi/tpcr ,

где а - yro. i между 1 оризонтальной осью, проходящей через геометрические центры датчиков 5 к направлением распространения волны.

Для по1И)|щения точности результатов необхо. ;имо размещать их на глубине, пре- вы1иаю цей 0,3 длины измеряемой волны, где го)изонтальная и, самое главное, вертикальная нагрузки от волнового воздействия практически полностью затухают, кроме того, датчики 5 должны отстоять от бли- жайн) элемента опоры 3 на расстоянии, превын1аю1цем утроенный диаметр этого элемента, что можно считать максимальной зоной искажения потока цилинл.рическим препятствием малого диаметра.

Кроме того, полезным является создание во.яможности поворота базы 8, на которой расположены датчики 5 вдоль направления распрост ане 1ия во;1ны. База 6 должна быть жесткой, чтобы в случае на/ц-чия течения расстояние между датчиками 5 не менялось.

Определение относ.чте.чьной ()1;1зс)вой скорости (Voin ) волны 4 зыби осунхествляется стереофотограмме рией одного из гребней волны.

Перемещение гребня во. 1ны (Si- ) определяется масштабным измерение.м по стереофо- тоснимка.м взво, 1нова. поверхности. Обычно период волн зыби существенно превьпцает период собственп1з1х колебаний опоры, что онре.аеляет время экспонирозания, по крайней мере, в два раза короче периода колебаний сооружения. Применение именно стереофотосъемки обусловлено необходимостью вести съемку волновой поверхности с вышележащей точки, где и расположена фотостанция.

Таким образом, определив перемещение гребня волны за определенные промежутки времени, можно получить значения относительной фазовой скорости и ее изменения во времени

VOTH .

Имея эту информацию, а также величину абсолютной фазовой скорости по традиционным формулам, описывающим относительОпределение относительной фазовой скорости посредством стереофотограммет- рии

Контроль времени

Преимуществом предлагаемого способа является возможность без существенных дополнительных затрат производить определение линейных перемещений глубоководной

ное движение, определяются кинематические параметры и амплитудные значения абсолютных линейных перемещений (А) глубоководной опоры:

,-to

А V,,.4.dt,

о

где to -.промежуток времени, определяемый по графику Ув.ч.(1), между ну.певым и максимальным значениями VB.M.. Здесь Ун.ч. VoTii - Va6c - абсолютная скорость линейного перемещения верха платформы.

Схематично последовательность операций предложенного способа определения линейных перемещений глубоководной опоры можно представить в следующем виде:

опоры в открытом море, получить точные резу.тьтаты без искажений за счет допущения стабильности точек стояния фотостанции.