作为现代海洋石油开发输运的命脉工程,海底管道是高投入、高风险的海上油气田生产设施。随着管道的敷设距离和运行时间的延长,管道事故时有发生。为了保障海底管道的正常的运行,提高海洋油气开发的安全性,需要对海底管道生命全过程各个部分加以研究,以提高海底管道运行的安全性。 本文首先从海底管道的全生命周期出发,研究了提高海底管道运行安全性措施。为此设计了海底管道管理信息系统,其核心是海底管道数据库。将海底管道管理信息系统的分成:海底管道设计管理系统、海底管道建造管理系统、海底管道检测维修工程管理系统、海底管道健康监测系统和海底管道风险评估系统等六个部分。 其次,详细说明了海底管道健康监测系统中使用的基于时间序列的海底管道异常检测算法。并通过试验证明,基于AR模型的管道振动模式识别算法是有效的,同时运行效率高,适用于海量数据处理。 接着,从软件设计的角度,详细介绍了海底管道检测维修工程管理系统的系统需求分析、系统的软硬件支持、系统的总体设计和数据库设计。根据系统的功能要求,将系统划分为六个模块:系统管理模块、海底管道设计模块、海底管道检测模块、海底管道维修模块、海底管道计算分析与评估模块和数据录入向导。 最后,详细介绍了海底管道健康监测系统的软件及硬件支持、系统结构和数据库设计。按照数据库设计的标准流程,分别给出了数据库的概念设计图、逻辑设计图和最后的生成的表结构。按照系统功能要求,整个系统分成四个模块。包括:设置模块、监测模块、信息查看模块和帮助模块。同时,简要介绍了系统的基本操作流程。 本文的研究工作是基于国家高技术发展计划(863计划)课题“海底管道干式维修系统”的子项目“海底管道检测维修工程管理系统的研究和开发”和国家高技术发展计划(863计划)课题“长距离海底管道分布式光纤传感技术”,以海洋石油工程股份有限公司的实际检测维修项目和在QK17-2油田海底管道上安装B-DOFS光纤传感器系统为依托工程,因此具有重要的实用意义。