中国海域FPSO系泊系统监测数据回传方法

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(中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司，天津 300451)

中国海域FPSO系泊系统监测数据回传方法

王连佳，李鹏，孙延国

(中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司，天津 300451)

考虑到各FPSO的监测系统存在各方面差异，结合现有的各系统配置状况,在不做大幅度改动的情况下，将系泊数据统一回传到系泊数据库中，对各FPSO的监测系统进行调研，总结出较为简便的数据回传方法。

FPSO；单点系泊系统；系泊监测系统

我国海域的FPSO的系泊形式均为单点系泊，近年来，频发的单点事故导致了严重的经济损失及社会影响。2005年“达维”台风造成“南海奋进”号FPSO单点液压紧固装置损坏4个、单点舱进水。2006年台风“珍珠”造成“南海胜利”FPSO的10根系泊锚链被吹断6根，水下生产立管损坏，2009 “巨爵”台风袭击“南海发现号”FPSO，造成锚缆断4根，水下生产立管及电缆严重损坏。2009年HYSY113 FPSO单点塔倒塌，造成FPSO脱离系泊系统，油田被迫停产[1]。随着中国海洋石油完整性管理的发展，需要加装监测系数并将各FPSO系泊系统的监测数据回传陆地管理方并统一监控。尤其南海海域作业FPSO在台风期间人员撤离，主电网断电，无论是作业方还是资产方都无法实时掌握FPSO系泊系统应对台风期间的动态[2]，各FPSO系泊监测系统的数据回传陆地显得尤为重要。

1 FPSO系泊监测系统监测点

中国海域内现役FPSO共13艘，其中渤海5艘(均采用软刚臂单点系泊形式)，南海8艘(均采用内转塔单点系泊形式)[3]。各已加装系泊监测系统的FPSO的数据监测点、数据格式和数据存储方式均不尽相同。

1.1 渤海海域FPSO系泊监测系统监测点

渤海海域FPSO均采用软刚臂单点系泊形式[4]，目前渤海海域已加装单点系泊监测系统的FPSO有3条，分别是渤海友谊号FPSO、HYSY112 FPSO和HYSY113 FPSO。其单点监测系统主要包含系泊力监测、FPSO船体姿态监测和环境条件监测，系统主要组成见图1。

图1 软刚臂单点监测系统构成示意

另外渤海友谊号还加装了系泊腿的状态监测，HYSY112安装了单点振动监测系统[5]。这3条FPSO的监测点设置见表1。

表1 渤海海域FPSO系泊监测系统监测点设置

续表1

注释：①惯导，即惯性导航系统，在监测系统中可用来监测FPSO 6自由度运动。

1.2 南海海域FPSO系泊监测系统监测点

南海海域FPSO均采用内转塔单点系泊系统，目前南海海域加装系泊监测系统的FPSO有3条，分别为HYSY111 FPSO、HYSY118 FPSO和南海奋进号FPSO[6]。其监测系统组成同样主要包含系泊力监测、FPSO船体姿态监测、环境条件监测3部分。南海FPSO监测系统以HYSY111 FPSO为例，系泊力监测采用固定在水下锚缆上的倾角仪来计算各锚缆拉力，FPSO船体姿态监测采用惯导系统监测船体6自由度运动，环境条件监测包括：风速风向仪用来监测风速风向、浪流仪用来监测海浪和海流，并在船艏和原油处理模块上安装3个CCTV，对甲板上浪进行监控。HYSY111、FPSO系泊监测系统示意于图2。

另外，由于南海FPSO均采用内转塔单点系泊系统，单点随FPSO运动。所以南海其他没有安装系泊监测系统的FPSO也大多装配了GPS系统，用来定位单点的位置，该参数可以直观反应系泊系统随FPSO在风浪流作用下的移动距离，从而可以粗略反应系泊系统在作业环境中的受力[7]。

图2 HYSY111 FPSO系泊监测系统示意

南海部分已掌握的FPSO系泊监测点设置如表2。

表2 南海海域部分FPSO系泊监测系统监测点设置

2 FPSO系泊监测数据回传

首先，数据回传的必要条件是监测系统和陆地服务器之间建立良好的数据通信，就各监测系统网络通信情况来看，系泊监测系统接入油田网络的FPSO有：渤海友谊号FPSO、HYSY112FPSO、HYSY113FPSO、HYSY111FPSO、HYSY118FPSO、南海奋进号FPSO[8]，其他FPSO的系泊监测系统目前未建立同陆地的网络通信，故在不对其监测系统做硬件改动的前提下，能够将监测数据回传的监测系统只有此6套。所以，第一批数据回传只考虑此6条FPSO。

其次，这些FPSO系泊监测系统的数据存储方式也不尽相同。各FPSO系泊监测系统数据存储方式大致分为2类：系泊数据以数据库方式存储；直接存储成文本文件，见表3。

另外，海上监测系统主机受现场作业环境限制，有以下特点。

1)出于网络安全考虑，监测主机IP不能够长时间固定。

表3 部分FPSO监测数据存储方式

2)监测系统数据回传不能增加现场作业人员管理负担。

3)台风期间FPSO全部人员撤回陆地避台，无法对监测系统人为操作。

综上，需要在各监测主机中部署自动运行的接口程序，从各监测系统主机中将数据实时发送到陆地服务器中。接口程序运行在监测系统主机上，实时读取监测系统的数据库(MySQL数据库或者Oracle数据库)，接口程序读取相关的最新数据，存储在系泊监测数据库中。本次数据回传接口程序用JAVA语言编程，故需要配置JAVA程序运行环境[9]。具体操作如下。

1)首先系泊监测数据库的服务器IP应当为固定IP。

2)在监测系统主机上安装jdk软件，编译环境[10]。

3)置环境变量。

4)安装接口程序的运行环境，即安装tomcat软件[11]。

5)部署接口程序，将接口程序部署在tomcat安装目录下的tomcatwebappssyncdata文件里。

6)在桌面设置快捷方式，点击完整性系统接口取数程序，接口程序开始运行，接口可设置为后台运行，并将其设置为开机自动运行方式[12]。

7)根据监测系统数据储存方式和数据路径等更改接口程序配置文件，配置接口程序。

程序运行后可自动从数据库或者数据文件中截取实时数据，发送到陆地服务器。回传陆地后的数据可以统一管理、展示，以实现检测数据分析和台风期间的报警等。

3 结论

中国海域FPSO已逐步加装系泊监测系统，用以监测包括系泊力、FPSO船体姿态、环境条件在内的各项系泊数据，目前系泊数据存储在各自监测系统主机中，监测数据回传建立系泊监测数据库可以提高FPSO管理水平，掌握FPSO系泊系统运行状况。通过调研掌握了中国海域内各FPSO的监测系统监测点配置、网络情况、监测软件数据存储方式等信息。并通过筛选得到不通过修改监测系统硬件即可实现数据回传的6条FPSO作为第一批数据回传的对象，并在原监测系统上部署接口程序将监测数据回传陆地服务器，实现了FPSO单点系泊监测系统数据回传并集中管理。目前，各FPSO的系泊监测系统存在各种差异，能够在对系统改动量较小的情况下将系泊数据回传的FPSO数量有限，建立完整的系泊监测数据库仍有一定困难。在后续FPSO加装系泊监测系统时应考虑到监测数据回传功能，首先保证监测系统联网，并尽量采用相对统一的数据存储方式，以便于系泊数据回传到陆地系泊监测数据库，进而完整系泊监测数据库。

[1] 李鹏,田冠楠,严明.内转塔单点系泊监测系统应用[J].船海工程,2016(5):58-61，64.

[2] 刘涛.FPSO软刚臂单点系泊系统监测技术研究[D].大连：大连理工大学,2013.

[3] 车帅.海洋平台系泊系统监测与装置研究[D].大连：大连理工大学,2015.

[4] 谭耀模.FPSO单点系泊监测系统设计[J].船海工程,2014，43(5):25-28.

[5] 甘泉.FPSO单点系泊监测及预警系统的设计与开发[D].天津：天津大学,2014.

[6] 罗晓明,汪建平,景勇.浅谈生产期间FPSO系泊系统的完整性管理[J].资源节约与环保,2012(5):149-151.

[7] 王磊.单点系泊系统的动力学研究[D].青岛：中国海洋大学,2012.

[8] 魏跃峰,杨建民,陈刚,等.FPSO运动实测数据统计研究：“南海奋进号”FPSO实船测量研究Ⅰ[J].海洋工程,2011(3):96-101.

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[10] 支艳强,谢文阁,王丽丽.基于JDK的Java集成开发环境的设计与实现[J].大众科技,2011(9):9-11.

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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

王连佳(1988—)，男，硕士，助理工程师

研究方向：FPSO单点系泊系统管理