[實用新型]一種Truss Spar平臺運動測量試驗裝置

有效

• 申請號: 201520371332.0
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN204903127U
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 劉利琴;郭穎;張永恒
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

技術領域

本實用新型屬于深海平臺性能研究技術領域，是一種研究深海平臺水動力性能的試驗裝置。

背景技術

隨著時代的發展，人類對于石油能源的需求不斷增大。而隨著陸上石油資源的不斷開采，我國陸上石油資源呈現逐漸匱乏的趨勢，但是海洋石油勘探開發技術也取得了長足的進步。然海洋石油儲量巨大，但是海上石油開采卻面臨著眾多問題。傳統式的浮式海洋平臺隨著工作水深的不斷增其定位和運動性能很難滿足作業要求，各類固定式平臺又大多受限于工程造價和自重等因素。順應式海洋平臺經過不斷的研究和探索得到了廣泛的應用和發展。Spar平臺作為一種順應式海洋平臺憑借其優良的運動性能和結構特點在海洋資源開發中得到了廣泛的應用。其中部分Spar平臺存在自下而上貫穿整個主體的中央井，稱為Spar平臺的月池。根據實際的生產要求將立管和鉆井設備等布制在月池內部，從而將月池底部擋板設計為半開口形式。底部擋板半開口的形式使得月池內部流體與外部相連通，而月池內部海水質量與平臺主體質量量級相當，使得月池流體和平臺主體的耦合運動成為了一個重要的研究課題。經過研究發現，月池底部的擋板的開孔情況對于TrussSpar平臺的運動產生較大的影響。

目前針對Spar平臺月池的研究，大多將月池內部的流體簡化為彈簧—質量模型和單擺模型進行研究，很少進行全動態的耦合運動研究，無法考慮各因素偶和作用下的整體性能。而且進行的試驗中也只研究了月池對平臺運動的影響，很少針對月池內部流體的運動進行細致的研究，這主要是由于結構的復雜性導致內部流體運動的復雜性所引起的。

實用新型內容

本實用新型的目的在于設計一種可以探討月池結構底部擋板對平臺運動影響的試驗裝置。該裝置可以研究不同底部擋板開孔率下平臺的運動響應，同時探究造成影響的原因和月池內部流體的運動變化。本實用新型的技術方案如下：

一種TrussSpar平臺運動測量試驗裝置，包括平臺硬艙(11)，平臺硬艙(11)包括水密圓筒及固定在其內并構成月池的矩形方筒(6)，兩者之間中空，矩形方筒(6)的下方連接有可拆卸式的開放式桁架(12)，開放式桁架(12)包括懸掛在矩形方筒(6)的下部的四根鋁管，在四根鋁管上連接多個垂蕩板(9)，其特征在于，

在月池底部布置有可拆卸式擋板(8)，根據試驗要求選定不同開孔率的可拆卸式擋板(8)，并根據試驗要求調節多個垂蕩板(9)之間的相對位置；

在底部可拆卸式擋板(8)處固定有壓力傳感器(10)，其采集的壓力數據通過通道數據采集儀被傳送至計算機；

從月池上部插入一根浪高儀(13)測量桿，浪高儀(13)用于測量月池內部液面變化，其采集的液面變化數據通過通道數據采集儀被傳送至計算機；

在月池的側壁開孔，安裝防水圈并水密固定，在開孔處安裝有水壓力測量儀(7)，所述的水壓力測量儀(7)包括固定在開孔處附近并貼合在月池側壁上的靶面(16)、與靶面相連的傳遞桿(19)，與傳遞桿(19)通過接觸點(18)相連的懸臂梁(17)，在懸臂梁(17)上固定有應變式壓力傳感器(15)，應變式壓力傳感器(15)感應的月池內部水壓信號通過通道數據采集儀被傳送至計算機，接觸點處的截面面積及長度遠小于傳遞桿(19)和懸臂梁(17)的截面面積和長度。

作為優選實施方式，在平臺硬艙(11)的頂端固定有LED燈板(4)，在LED燈板(4)附近固定有攝像頭(5)，攝像頭(5)通過圖像采集卡與計算機相連。

采用本實用新型提供的試驗裝置，可以研究不同月池底部擋板開孔面積對平臺運動和月池內部流體運動的影響，得到多種測量結果，包括：

1、可拆卸式的底部擋板可以研究底部擋板開孔率的影響，換板方便快捷，可以高效的利用spar平臺的主體結構；

2、利用攝像頭采集用LED燈板上的3個紅外線光源的圖像，圖像被傳送到計算機；

3、月池側壁采用的月池內水壓力測量儀，采用了改進設計，利用應變片精確測量月池內部流體的水壓，可以與浪高儀的結果相互驗證；

4、在底部擋板處安裝壓力傳感器；

5、可拆卸式的開放式桁架結構，可以隨意變換垂蕩板的布置方式，減小尺度效應對于月池內部流體流動的影響，提高試驗的準確性。同時，還可以測量不同垂蕩板的組合形式對平臺運動的影響，實現模型的高效利用。

附圖說明

圖1為本實用新型的Spar平臺運動測量試驗裝置正視圖；

圖2為本實用新型的Spar平臺運動測量試驗裝置俯視圖；

圖3為本實用新型Spar平臺主體示意圖；