[发明专利]廊安装式可变磁阻测量技术钢筋束张力监测系统

说明书

本发明涉及一种浮式平台系泊且涉及一种改进的配置有廊安装式可变磁阻测量技术传感器的平台安装式钢筋束张力监测系统。此系统的所述可变磁阻测量技术传感器经优化以用于廊安装。所述廊安装式钢筋束张力监测系统也可配置成使得所述廊安装式优化可变磁阻测量技术传感器是能够更换的。可更换传感器以延长钢筋束张力监测系统的期望使用寿命，或在传感器发生故障的情况下更换传感器。多个可变磁阻测量技术传感器可配置成在各个角处或在钢筋束张力监测可用于浮式平台的其它位置处的传感器包中。

技术领域

本发明涉及一种浮式平台廊安装式钢筋束张力监测系统。

背景技术

张力腿平台或“TLP”已在石油和天然气的海上生产中使用一段时间。张力腿平台通常由平台的每个角处的钢筋束组系泊。给定平台的寿命可能在20年到50+年之间的任何时间，且因此需要将系统放置在适当位置以检测平台的钢筋束张力，从而确保平台可以继续可靠且安全的操作。随着时间的推移，几种不同的钢筋束张力监测配置已成为海上TLP的首选解决方案。每种配置都涉及负载测量单元和传感器的使用。一种配置使用内嵌传感器，而另一种配置使用廊安装式传感器。内嵌系统类型通常安装为钢筋束链的一部分，而廊安装式系统类型不是钢筋束的一部分，而是代替地预安装为钢筋束顶部连接设备的一部分。内嵌钢筋束张力监测系统(“TTMS”)通常将配置成采用由钢筋束管或锻造管件的相对较长区段组成的负载测量单元，且连接在内嵌靠近钢筋束主体顶部处。在内嵌系统可变磁阻测量技术(“VRMT”)传感器的已知配置中，所述传感器可配置且安装在面对的凸缘上，所述面对的凸缘附接到内嵌系统的负载测量区段外。

相比于内嵌系统，廊安装式钢筋束张力监测系统(“TTMS”)通常配置有三个或多于三个压缩类型测力计，其布置成围绕钢筋束顶部连接器组合件(“TCA”)中的开口且介于定位在顶部连接器柔性元件上方或下方的轴承板之间。

随着时间推移，变得显而易见的是，配置于内嵌钢筋束张力监测系统上的可变磁阻测量技术传感器明显比通常配置在廊安装式钢筋束张力监测系统中的测力传感器更可靠。内嵌系统的初始成本远远超过廊安装式系统的初始成本。然而，传统廊安装式系统不能提供超过五到十年的使用寿命，且维护廊安装式系统需要巨大的额外成本，这是因为必须移除受维护钢筋束的张力。因此，期望在廊安装式系统中配置更可靠的可变磁阻测量技术传感器。此种设置的一个问题是传统可变磁阻测量技术传感器不具有充分的位移灵敏度，不能用作廊安装式系统的一部分。由于钢筋束廊与钢筋束顶部连接器组合件之间的可用空间有限，因此还存在空间方面的考虑因素。传统可变磁阻测量技术传感器还不拟合典型廊安装式系统要求的空间轮廓。

关于可变磁阻测量技术传感器，若干现有技术文档公开了内嵌VRMT传感器设计，这些文档包含第7,493,827号、第6,752,039号和第6,422,089号美国专利；以及第10/848,525号美国专利申请。若干现有技术文档中还公开了机械放大器系统和方法，这些文档包含第6,880,408号美国专利、第60/375,789号美国专利申请以及第PCT/US03/12869号PCT申请。现有技术文档中还公开了负载监测系统和方法，这些文档包含第6,748,809号美国专利、第10/848,600号和第11/152,303号美国专利申请以及第PCT/US03/15974号PCT申请。

关于VRMT传感器设计，现有技术第7,493,827号美国专利描述了VRMT传感器，作为使用支撑件管中含有的相对磁芯的传感器，所述美国专利以全文引用的方式并入本文中。磁芯中的每一个附接到支撑管的相对端。因此，当支撑管沿着管轴延伸时，垂直于管轴的支撑管的端部分离。形成磁路，其具有由磁芯之间的间隙大小限定的电感。因此，当附接到管端的磁芯分离时，磁芯之间的间隙大小增大。因此，当更改电感时，可确定已发生延伸的量。已知支撑管材料的弹性特性，可以计算出施加到支撑管的力的量。类似地，支撑管的收缩导致指示应力减少的量的电感改变。替代地，支撑管相对于其安装在其上的结构可具有极小刚度，使得没有负载穿过支撑管，且其仅位移与附接点之间的区中的结构位移相同的量。在已知负载下测试组合以提供校准。