【技术实现步骤摘要】
一种高承载半潜式钻井平台海浪补偿装置及控制方法
[0001]本专利技术涉及浮式建筑物，尤其涉及一种高承载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...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高承载半潜式钻井平台海浪补偿装置，包括浮箱(1)、承载支柱(2)、钻井平台甲板(4)，其特征在于：所述浮箱(1)为环形结构，浮箱(1)上方连接有承载支柱(2)；所述承载支柱(2)为圆柱形，承载支柱(2)轴心位于特定外接圆圆周，相邻承载支柱(2)轴心点到外接圆圆心夹角相等，保证承载力均匀分布，承载支柱(2)连接并联调姿模块(3)；所述并联调姿模块(3)连接钻井平台甲板(4)；并联调姿模块位于承载支柱(2)和钻井平台甲板(4)之间；所述承载支柱(2)数量与并联调姿模块(3)数量相等；所述并联调姿模块(3)包括上平台(38)、上轴承座(36)、上虎克铰(37)、直线运动单元(35)、推力轴承(34)、下虎克铰(33)、下轴承座(32)、下平台(31)；所述上平台(38)一面连接钻井平台甲板(4)，另一面连接上轴承座(36)，上轴承座(36)连接有上虎克铰(37)，直线运动单元(35)的一端连接上虎克铰(37)，直线运动单元(35)的另一端连接推力轴承(34)，所述直线运动单元(35)可绕轴线转动，直线运动单元(35)包括缸筒及钢柱，缸筒及钢柱能够实现径向伸缩；所述推力轴承(34)连接下虎克铰(33)，所述下虎克铰(33)与下轴承座(32)组成两组轴线相互垂直的转动关节，所述下轴承座(32)连接下平台(31)；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)设置于浮箱(1)上方；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(4)的位置和姿态；所述数据处理模块(13)位于钻井平台甲板(4)上方，数据处理模块(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(35)驱动数据；所述控制和驱动模块(14)位于钻井平台甲板(4)上方，所述控制和驱动模块(14)根据数据处理模块(13)得到的直线运动单元(35)驱动数据，驱动直线运动单元(35)移动，实现半潜式钻井平台对海浪横移、纵移、垂荡和横摇、纵摇及艏摇的复合运动补偿。2.根据权利要求1所述的一种高承载半潜式钻井平台海浪补偿装置，其特征在于：所述钻井平台甲板(4)为方形，用于安装钻井设备和人员活动。3.根据权利要求1所述的一种高承载半潜式钻井平台海浪补偿装置，其特征在于：所述上平台(38)固定连接于钻井平台甲板(4)的下方。4.根据权利要求1所述的一种高承载半潜式钻井平台海浪补偿装置，其特征在于：所述下平台(31)固定连接于承载支柱(2)的上方。5.根据权利要求1所述的一种高承载半潜式钻井平台海浪补偿装置，其特征在于：所述浮箱(1)设置在半潜式钻井平台下方且悬浮于海面下方，浮箱(1)作用依靠浮力保持钻井平台漂浮于海面。6.一种权利要求1
‑
5任一项所述高承载半潜式钻井平台海浪补偿装置的控制方法，包括以下步骤：S1、依据半潜式钻井平台结构特征基于工作空间建立系统动力学方程其中F
ff
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，表示并联调姿模块(3)中心期望加速度，表示并联调姿模块(3)中心期望速度，X
d
表示并联调姿模块(3)中心期望位移；S2、所述海浪识别模块的陀螺仪(11)测量初始状态浮箱(1)坐标系O2‑
x2y2z2相对钻井平
台甲板(4)坐标系O0‑
x0y0z0的位姿，采用位姿矩阵表示，R0...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭金伟，何健亮，张国兴，王佳，李冲，夏新露，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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