【技术实现步骤摘要】
一种具有位姿补偿能力的半潜式钻井平台系统及控制方法
[0001]本专利技术涉及浮式建筑物，尤其涉及一种半潜式钻井平台系统及控制方法，属于海洋工程装备领域。
技术介绍
[0002]随着国家海洋强国战略的不断推进，各类高端海洋工程装备得到重要发展。海洋油气资源勘探和开发能够有效解决陆地油气短缺的问题。目前用于海洋油气资源勘探的装备主要包括钻井探勘船、自升式钻井平台和半潜式钻井平台。其中钻井探勘船通常用于海洋资源前期勘探和科学考察，无法开展海洋油气资源的开发和生产作业。自升式钻井平台通常适用于浅海作业环境，难以适应深海作业环境及恶劣海况的要求。半潜式钻井平台具有良好的稳定性和机动性，依靠潜入海面一定深度的浮箱和支撑设备使钻井平台及钻井设备在海面保持稳定作业。目前半潜式钻井平台逐步成为深海油气资源勘探和开发的重要依托。
[0003]考虑半潜式钻井平台通常工作在海浪及风浪环境中，钻井甲板上方各类设备通常随海浪起伏震荡，不仅影响海洋平台工作人员工作和生活状态，更极易造成各类安全生产事故。同时在油气资源勘探过程中，通常需要保持钻进...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有位姿补偿能力的半潜式钻井平台系统，包括浮箱(1)、承载横梁(2)、刚性支柱(3)、钻井平台甲板(10)，其特征在于，所述浮箱(1)为两个，两个浮箱(1)均为长方体结构，且并列设置在半潜式钻井平台下方且悬浮于海水中，所述承载横梁(2)为两个，两个承载横梁(2)均为长方体结构，且并列设置在两个浮箱(1)上，所述两个浮箱(1)与两个承载横梁(2)成“井”字型，所述刚性支柱(3)为六个，六个刚性支柱(3)均为圆柱体结构，所述刚性支柱(3)的轴心分布呈特定外接圆圆周，所述其中一个刚性支柱(3)的轴心点到外接圆圆心与相邻的两个刚性支柱(3)的轴心到外接圆圆心形成的夹角分别为100
°
和20
°
，六个刚性支柱(3)形成三组分别设置在两个承载横梁(2)上，所述刚性支柱(3)上设有位姿调整系统，位姿调整系统包括下轴承座(4)、下虎克铰(5)、推力轴承(6)、直线运动单元(7)、上虎克铰(8)、上轴承座(9)，直线运动单元(7)包括缸筒和缸柱，所述下轴承座(4)设置于刚性支柱(3)上，下虎克铰(5)垂直设置在下轴承座(4)上，所述下虎克铰(5)与下轴承座(4)组成轴线相互垂直的转动关节，所述下虎克铰(5)上设有推力轴承(6)，推力轴承(6)上连接直线运动单元(7)一端，直线运动单元(7)的另一端连接上虎克铰(8)，上虎克铰(8)垂直连接上轴承座(9)，上虎克铰(8)与上轴承座(9)组成轴线相互垂直的转动关节，所述上轴承座(9)与钻井平台甲板(10)固定连接，所述钻井平台系统还包括海浪识别模块、数据处理单元(13)、控制和驱动模块(14)，所述海浪识别模块包括陀螺仪(11)和声学波浪测试仪(12)，所述陀螺仪(11)和声学波浪测试仪(12)设置在承载横梁(2)上，所述声学波浪测试仪(12)用于测定海浪流向、流速及浪高数据，所述陀螺仪(11)用于测量浮箱(1)相对钻井平台甲板(10)的位置和姿态；所述数据处理单元(13)对海浪识别模块得到的数据进行处理，根据海浪及浮箱(1)位姿数据求解直线运动单元(7)驱动数据；所述控制和驱动模块(14)根据所述数据处理单元(13)得到的直线运动单元(7)驱动数据，驱动直线运动单元(7)移动，实现所述半潜式钻井平台对海浪横移、纵移、垂荡和横摇、纵摇及艏摇的综合补偿，所述钻井平台甲板(10)上方用于安装钻井设备和人员活动。2.根据权利要求1所述的一种具有位姿补偿能力的半潜式钻井平台系统，其特征是，所述直线运动单元(7)为液压缸或电动缸。3.根据权利要求1所述的一种具有位姿补偿能力的半潜式钻井平台系统，其特征是，所述钻井平台甲板(10)为方形。4.一种根据权利要求1
‑
3任一项所述的具有位姿补偿能力的半潜式钻井平台系统的控制方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1：依据半潜式钻井平台结构特征基于关节空间建立系统动力学方程其中τ表示关节驱动力矩阵，表示系统质量矩阵，表示科氏力和离心力矩阵，表示重力矩阵，表示直线运动单元(7)加速度，表示直线运动单元(7)速度，qd...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国兴，夏新露，郭金伟，王佳，李冲，何健亮，彭博，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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