[發(fā)明專利]浮筒模型首搖慣量校核裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210187356.1
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN102735420A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范模;謝彬;謝文會;楊建民;彭濤;肖龍飛;劉琳;胡志強(qiáng);李達(dá);馬巍巍;易叢;白雪平;趙晶瑞;王俊榮;馮加果;劉瀟
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院;上海交通大學(xué)
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種浮筒模型首搖慣量校核裝置，特別是涉及一種在海洋工程模型試驗(yàn)水池中對浮筒模型首搖慣量校核裝置。

背景技術(shù)

隨著世界能源消耗的不斷增長，以及陸上石油天然氣開發(fā)的逐漸飽和，人們將油氣開發(fā)的領(lǐng)域拓展到海洋。雖然科技的發(fā)展和海洋工程的進(jìn)步使得人類在深海海洋工程的開發(fā)中不斷取得進(jìn)步，但如何將各種各樣的浮式結(jié)構(gòu)物，如大型油輪、浮式生產(chǎn)儲油卸載系統(tǒng)（FPSO,Floating?Production?Storage?and?Offloading）等海洋油氣生產(chǎn)裝備安全系泊在生產(chǎn)油田位置，是解決生產(chǎn)和保障安全的重要問題。目前采用浮筒式系泊是一種在海洋油田上系泊船舶和平臺的有效方式，得到了廣泛利用。而海洋油氣生產(chǎn)中的浮筒與常規(guī)的系泊水鼓不同，其體積較大，質(zhì)量和浮力均較大，大型的浮筒質(zhì)量已達(dá)到數(shù)百噸，體積達(dá)到數(shù)十米的尺度，在所受的外載荷的作用下所產(chǎn)生的運(yùn)動和導(dǎo)致的載荷均較為復(fù)雜。由于油輪等船舶和海洋工程結(jié)構(gòu)物通過系纜和錨鏈等方式系泊在浮筒的系纜點(diǎn)上，同時系纜點(diǎn)并不位于浮筒的中心，而是位于可以繞浮筒垂直軸一定范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)的系泊盤上，因此浮筒的六自由度運(yùn)動均會對系纜點(diǎn)的位置和系纜力產(chǎn)生較大的影響。因而這類的浮筒在模型試驗(yàn)中已不能作為一個簡單的質(zhì)點(diǎn)和浮力作用點(diǎn)來處理。浮筒受到系泊力和本身所受的風(fēng)、浪、流等外載荷的影響，會在一定的角度范圍內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，其首搖的運(yùn)動作為控制系纜點(diǎn)位置的重要運(yùn)動之一，受到模型首搖慣量的直接影響，因此需要對其垂直軸上的首搖慣量進(jìn)行模擬和校核。

在浮筒模型的模擬中，其模型的總重一般在1～5千克以內(nèi)，而常規(guī)的船模慣量調(diào)節(jié)架適用于重約數(shù)百千克的船舶和海洋平臺模型，只能調(diào)整縱搖和橫搖，難以調(diào)整模型的首搖慣量。如上海交通大學(xué)海洋工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室目前所擁有的慣量調(diào)節(jié)架（其發(fā)明專利號為：02137056.7）而言，該調(diào)節(jié)架是實(shí)驗(yàn)室自行研制的船舶和海洋平臺的模型慣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其對于大型平臺和船舶可以達(dá)到非常準(zhǔn)確的結(jié)果，并已在大批海洋工程模型試驗(yàn)中得到成功的應(yīng)用。但用來調(diào)整數(shù)公斤的浮筒的首搖慣量，首先其不具備調(diào)整和校核浮體的首搖慣量的能力，其次即使采用變通的方法來調(diào)整，其功能定位與數(shù)千克的浮筒之間巨大的差異會導(dǎo)致誤差達(dá)到無法接受的程度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種浮筒模型首搖慣量校核裝置，其結(jié)構(gòu)簡單，能解決小型海洋系泊浮筒的慣量調(diào)節(jié)難題。

本發(fā)明所提供的一種浮筒模型首搖慣量校核裝置，包括一支撐架和一旋轉(zhuǎn)搖擺框架；所述旋轉(zhuǎn)搖擺框架的兩側(cè)分別設(shè)有一鋼制搖擺刀口，所述旋轉(zhuǎn)搖擺框架通過該兩鋼制搖擺刀口與所述支撐架活動鏈接；

所述旋轉(zhuǎn)搖擺框架包括模型搖擺平臺和模型旋轉(zhuǎn)安裝平臺，所述模型搖擺平臺為中空環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述模型旋轉(zhuǎn)安裝平臺設(shè)置在所述模型搖擺平臺的環(huán)腔內(nèi)；所述模型搖擺平臺與所述模型旋轉(zhuǎn)安裝平臺之間設(shè)有90度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；

所述模型旋轉(zhuǎn)安裝平臺由圓環(huán)體和支撐平臺組成；所述圓環(huán)體與所述支撐平臺相連接且設(shè)有間距，所述圓環(huán)體設(shè)于所述支撐平臺的上部；所述圓環(huán)體與所述支撐平臺的連接件上設(shè)有抓緊裝置。

上述的浮筒模型首搖慣量校核裝置中設(shè)置了90度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在測量模型的首搖時可將所述模型旋轉(zhuǎn)安裝平臺旋轉(zhuǎn)90度，將首搖慣量的旋轉(zhuǎn)方向由水平面內(nèi)繞垂向軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成為垂直面內(nèi)的繞水平軸旋轉(zhuǎn)，從而使首搖慣量的回復(fù)力由模型旋轉(zhuǎn)安裝平臺和模型本身的重力提供，從而為首搖慣量的測量提供了一個不受被測物體運(yùn)動而改變的、大小恒定的外界回復(fù)力，避免了其他方式提供的回復(fù)力受到模型運(yùn)動的影響所導(dǎo)致的測量誤差或錯誤。

上述的浮筒模型首搖慣量校核裝置，所述圓環(huán)體與所述支撐平臺通過連接桿相連接。

上述的浮筒模型首搖慣量校核裝置，所述連接桿可為4個，該4個連接桿沿所述圓環(huán)體的周向均勻布置。

上述的浮筒模型首搖慣量校核裝置，所述抓緊裝置可為頂緊器；所述圓環(huán)體與所述支撐平臺的連接件上可設(shè)有1個所述頂緊器。

上述的浮筒模型首搖慣量校核裝置，所述頂緊器包括螺紋桿體、與該螺紋桿體相配合的頂緊旋鈕和設(shè)置在該螺紋桿體一端部的頂緊片，該頂緊片的面可為摩擦力較大的防滑材料；所述頂緊旋鈕于所述螺紋桿上的位置可進(jìn)行前后調(diào)整，在安裝模型時，可以前后調(diào)整所述頂緊旋鈕以頂緊該模型，防止模型松脫和滑落。

上述的浮筒模型首搖慣量校核裝置，所述旋轉(zhuǎn)搖擺平臺與所述圓環(huán)體相連接。

上述的浮筒模型首搖慣量校核裝置，所述支撐平臺上設(shè)有至少1個靈敏度調(diào)節(jié)螺母，如2個，通過調(diào)節(jié)所述靈敏度調(diào)節(jié)螺母的重量和位置可以改變所述支撐平臺的重心位置，從而調(diào)整該校核裝置的靈敏度。