磁致伸缩式静力水准仪在海上平台沉降检测中的应用

磁致伸缩式静力水准仪在海上平台沉降检测中的应用
作者：文世鹏；丛军；张锡斌；





   海上平台如果无有效手段监控桩腿的实际沉降，无法对平台短时间内发生快速沉降做出报警，恶劣海况过后只能采用人工搭设脚手架测量平台标高，存在测量精度低、时效性差的问题，严重影响平台安全生产及应急决策。为了有效监测平台沉降，并对短时间内发生快速沉降做出有效预警，采用磁致伸缩式静力水准仪对平台四个固桩室桩腿上安装高精度静力水准仪（仪器标称精度 0.1mm），实时监测平台桩腿沉降情况。

 

1、磁致伸缩式静力水准仪的测量原理

该系统主要由静力水准器、连通管、磁致伸缩也为传感器、数据采集仪（包含 GPRS 模块）、web 显示屏和远程数据终端等部分组成。

在拟监测标高的生产平台的 4个桩腿上安置静力水准器，在井口平台的桩腿上设置基点，在基准点上也安置另一个静力水准器，各水准器之间采用连通管相连，这样，因地球重力作用使得水准器的液面高度永远保持相同，当监测点的标高变化时，监测点处的水准器的液面高度会产生变化（液面上升或下降），同时基准点处的水准器的液面也会随之变化（液面下降或上升），在水准器的上部各安装一个磁致伸缩液位传感器，从而液面高度的变化值可由磁位移传感器精确地探测到，然后由与磁致伸缩液位传感器相连的数据采集仪采集，由采集仪自带的软件根据两液面高度变化值自动推算出监测点处的标高变化量。监测数据通过现场安装的 web 显示屏实时显示，并用 GPRS 模块将监测数据通过 GSM 无线通信网传输到远程数据终端，用户登录远程数据终端可以查看和下载数据。

2、磁致伸缩式静力水准仪的安装

提前加工静力水准仪安装支架，将安装支架固定在桩腿或与桩腿焊接在一起的三脚架上，再将仪器固定在支架上，连通管串连，安装时每个储液罐要置于标高大致相同的位置，最大高差不超过 3 厘米。

 

3、磁致伸缩式静力水准仪沉降量分析

静力水准仪液灌的液位发生变化，才会导致桩腿发生“下沉”或“上升”的现象，通过人工多次量取的液位高度跟静力水准仪测出的液位高度进行核实比较，静力水准仪显示的液位变化是正确的。海上平台的受力很复杂，比如涨落潮引起的海流等，可能导致桩腿发生可逆的倾斜（或轻微的弯曲）。通过人工常规水准测量，在静力水准运行的这段期间内，4 个桩腿均未出现明显的沉降，静力水准仪的液位发生变化，并不是桩腿真实沉降的反应，而是受到其它尚不确定的外力作用的影响。

 

       磁致伸缩式静力水准仪每半小时提供实时监控数据，可作为判断平台结构安全的重要支持数据，为决策提供依据；在恶劣海况等特殊时期，取代人工测量标高，避免人员发生危险；取得大量高精度的测量数据，为平台在各种海况下的结构状态研究提供宝贵的现场数据。在平台结构安全预警，平台结构状态监测等方面发挥了不可替代的作用。





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