[发明专利]海洋平台锚泊辅助动力定位模型测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种海洋工程技术领域的装置，尤其涉及的是一种海洋平台锚泊辅助动力定位模型测试装置。

背景技术

为了满足在深海的恶劣环境条件下进行钻探等工程作业的需要，必须在较长一段时间内精确地保持半潜式平台在海面上的位置，但是半潜式平台在水平面内的运动不具有回复力，这就需要安装定位系统，平衡作用在浮体上的外力，减小浮体的水平运动，以减小其水平面的位移。传统的定位方式是锚泊定位，锚泊定位因其结构简单、投资小、节省能源、操作简便而被广泛采用。然而其应用受到水深条件的限制，并且海底土质要有利于抛锚，另外锚泊定位的机动灵活性较差，遇到突发的恶劣海况，不能够及时的撤离。近年来，随着人类对深海的进军，平台的作业水深急剧增加，若仍然仅依靠锚泊线，锚泊线的制作成本会随着水深的增加而大幅度的提高，且水深较大，系泊缆索对浮体的影响比较大，两者之间的耦合运动比较强烈，从而降低定位的精度。动力定位因其不受水深的限制，且适于恶劣海况，能够迅速躲避恶劣海况，从而弥补了锚泊定位的不足，但全动力定位系统初始投资和营运成本都比较高，单纯的依靠动力定位将会降低整体的经济效益，故在适当水深的条件下，采取锚泊辅助的动力定位的方式，将会使得平台的能耗、定位精度等各项性能的综合指标达到最优。

经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利申请号：200810036552.2，名称：主动式海洋平台混合模型试验装置，该技术包括：海洋平台模型、拉力传感器、系泊缆模型、滑块、计算机、运动控制卡、驱动器、丝杆、伺服电机、水密装置、非接触式光学测量系统、应变放大器、接线装置和数据自动采集卡及计算机实时分析模块，其中：海洋平台模型通过拉力传感器和系泊缆模型相连，系泊缆模型下端固接于滑块，滑块位于丝杠上面，丝杆和伺服电机固接，水密装置位于伺服电机、丝杠和滑块的外面，且置于水池底部，运动控制卡连接到计算机，非接触式光学测量系统连接数据自动采集卡及计算机实时分析模块，拉力传感器设置在海洋平台模型和锚泊线模型上端之间，拉力传感器连接到应变放大器，应变放大器连接到数据自动采集卡及计算机实时分析模块。该技术的缺陷是：系泊缆顶端固定，不能通过控制系统实施随时收放，并且没有考虑在环境载荷较大的情况下的定位方式。

又如中国发明专利申请号：200910045544.9，名称：半潜式平台动力定位模型试验推进装置，该技术的第一轴承、第二轴承设置在内轴上，第一直齿轮设置在步进电机上，第一直齿轮与第二直齿轮啮合，第二直齿轮设置在外轴上端，外轴上设有吊舱和导管，外轴通过第一推力轴承和第二推力轴承连接在外轴套中，第三轴承设置在靠近螺旋桨端的吊舱的一端。该装置能够全方位回转，实现360°全方位推进，适合在环境载荷较大的情况下使用。

综上所述，现阶段急需一种装置：当环境载荷较小时，锚泊机构可以根据自身的适当调节以满足船舶(或海洋平台)的定位精度要求；当环境载荷较大时，锚泊线不能够满足定位精度需求或者在锚泊线张力达到极限值之前，能够适时启动动力定位装置，实现二者的联合定位。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种海洋平台锚泊辅助动力定位模型测试装置，本发明对现有技术进行了改进，将系泊缆模型、滑块、驱动器、丝杆、伺服电机和水密装置用锚泊机构代替；通过锚泊机构和推力器的联合，利用运动控制模块发出实时指令来满足定位精度要求。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：海洋平台模型、推力器、锚泊机构、非接触式光学测量器、应变片、应变放大器、数据采集分析模块、计算机和运动控制模块，其中：运动控制模块分别与锚泊机构和推力器相连并输出运动控制信号，运动控制模块和计算机相连，锚泊机构固定于海洋平台模型上，推力器设置于海洋平台模型内，应变片和应变放大器相连，应变片和锚泊机构相连，应变放大器和数据采集分析模块相连，数据采集分析模块分别与计算机和非接触式光学测量器相连，非接触式光学测量器设置于海洋平台模型上。

所述的锚泊机构包括：锚泊线、锚泊电机、飞轮、齿轮和绞车，其中：锚泊电机和飞轮相连，飞轮和齿轮相连，齿轮和绞车相连，锚泊线缠绕设于绞车上，锚泊线和应变片相连，锚泊电机和绞车固定设于海洋平台模型上，运动控制模块和锚泊电机相连并输出运动控制信号。