[发明专利]远程进水构件检测

说明书

技术领域

本发明涉及确定水下支撑结构的结构部件是充满空气还是进水的方法。

背景技术

存在多个水下支撑结构，需要对潜在的损坏进行检查。水下支撑结构的一个示例是用于海上平台例如石油钻井平台。海上平台的水下支撑结构通常由焊接的管状部件制成，其中的一些通常是充水的并且其中的一些通常是充气的。无论是否充气，管状部件上具有海生物，使得难以视觉检查管状部件的损坏和裂缝。当海上平台被施加应力时例如在飓风中，必须进行结构部件的水下检查。如果在充气部件上产生裂缝，则会进水。在检查过程中识别进水构件是找到裂缝的一种方式。

识别进水构件的先前的方法包括了使用声波装置，所述声波装置被设置成与被检查的部件接触。声波装置的一个示例是超声波探针，当使其与结构部件接触时被设定成忽视最初的几英寸，随后在预设范围上倾听来自可能的钢制品对空气或水、水对空气或空气对水、和水或空气对钢制品界面的反射。使用的另一检查设备是射线照相（即，X射线）设备，它不需要与部件接触，但确实要求极为接近，以便检查淹没环境中的部件，更不必说使用X射线在水下的难度了。

发明内容

本发明披露了一种利用声纳系统来确定水下支撑结构的结构部件是被充满有空气还是水的方法。如果结构部件应该被充有空气但却被水淹没(进水)，则表明所述结构部件破裂或受损，以便易于识别受损的部件并进行合适的维修。

所述声纳系统位于与结构部件有一定距离的位置以便与结构部件有间隔，即声纳系统不与结构部件或结构部件上的海生物靠得很近或亲密接触，而是与结构部件有间隔以便声纳系统和结构部件之间有一定距离。

进水的结构部件与充满空气的结构部件的声波结构响应相比具有不同的声波结构响应。通过引导声波信号朝向感兴趣的结构部件并检测声波结构响应，所检测的声波结构响应随后可被处理以便提取声波结构的特征。当在本文中使用时，特征是指声波信号的幅度（即不同的峰和谷）。将所确定的声波结构特征与该结构部件的期望的声波结构特征作比较可确定是否有足够的匹配。因此，如果结构部件应该是充满空气的，而所确定的声波结构响应对应于进水(淹没)的结构部件，则确定所述结构部件被进水，从而表示所述结构部件是有裂缝的或否则的话是受损的使得水进入结构部件。

所述声纳系统可以是采用低到中频声波的任何系统。所述声纳系统可以是例如潜水员操作的系统，耦合至自主式水下航行器（AUV）、远程操纵潜水器（ROV）或其它主机平台航行器，由航行器牵引、安装在杆上或安装在船体。

在一个实施例，一种方法包括利用声纳系统来确定应该被空气充满的水下支撑结构的结构部件是否进水，其中声纳系统与结构部件间隔有一段距离，因此它不与结构部件接触。

在另一个实施例中，为进水结构部件而对水下支撑结构进行扫描的方法包括从位于与感兴趣的水下结构部件隔开一段距离的一来源引导声波朝向感兴趣的水下结构部件，所述感兴趣的水下结构部件形成水下支撑结构的部分。随后检测由声波入射到感兴趣的水下结构部件上而产生的声波结构响应，并且检测到的声波结构响应被处理以便提取声波结构特征。所提取的声波结构特征随后与感兴趣的水下结构部件的期望的声波结构特征进行比较。根据比较结果，确定感兴趣的水下结构部件是否进水。

水下支撑结构及其结构部件可以是任何水下支撑结构的任何结构部件，其中可能希望检查支撑结构以便确定结构部件是否进水。例如，所述水下支撑结构可包括人造结构例如海上石油平台支撑结构等等。

当在本文中使用时，术语水下包括任何类型的水下环境，其中可能探明有水下支撑结构并且可能需要检查水下支撑结构，包括但不限于咸水地点例如海和洋以及淡水地点。

附图说明

图1示出了由水下支撑结构支撑的通常的海上平台。

图2A和图2B分别示出了充气部件和声波入射到充气部件的对应的返回强度。

图3A和图3B分别示出了充水的进水部件和声波入射到进水部件的对应的返回强度。

图4是示出本文所述的进水部件检测方法的流程图。

图5示出了用于所述方法的搜索空间的概念。

图6示出了来自充气部件的返回声波（即声波结构响应）的包络的一个示例。

图7示出了来自进水部件的返回声波（即声波结构响应）的包络的一个示例。

图8示出了如同结构部件被充气所生成的参考返回声波（即声波结构响应）的包络。

图9示出了确定图6所示返回声波包络与图8所示参考返回声波包络之间的差异。