自升式海洋平台同步升降系统的设计与研究

摘要

自升式海洋平台因其定位能力强、作业稳定性好成为了海上油气资源开发的主力军，并被世界海洋各国广泛采用。然而由于升降载荷不均衡、海底基础不稳固等因素影响，自升式海洋平台面临许多巨大的安全风险。特别是在升降作业过程中，很难保证平台的同步升降状态，一旦平台自平衡状态被打破，轻则造成平台损坏，重则平台倾覆，引起人员伤亡，因此开展平台同步升降系统的设计与研究非常有必要。本文针对自升式海洋平台同步升降存在的问题，创新设计了一套自升式海洋平台陆地模拟同步升降系统。在设计中，通过采用电液比例技术，控制调节液压马达的流量，升降快的桩腿马达流量减小，反之升降慢的桩腿马达增大流量，使得桩腿上下同步运动，从而实现平台的同步升降；同时通过LabVIEW软件，开发了一套平台升降数据采集系统，提高了平台安全作业的可靠性。主要研究内容如下：　　（1）对自升式海洋平台陆地模拟同步升降系统进行了研究分析，确定升降系统的关键技术参数，并由此进行了同步升降系统升降的计算与选型。　　（2）通过采用AMESim软件，对液压升降系统进行了建模仿真，得到平台作业升降液压马达的位移、压力、流量特性曲线，仿真结果表明同步升降系统设计选型可行，并且通过模拟平台升降现场实验，验证了同步升降系统的合理性。　　（3）开发了一套基于LabVIEW的平台升降安全检测系统，通过对平台升降作业的结构应力、桩腿压力、桩腿位移、升降载荷，平台倾斜角以及平台振动频率关键技术参数数据的采集，实时获得平台作业工况，形成平台安全预警体系，提高平台升降作业的安全性。

目录

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第一章 绪 论

1.1 背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 液压同步控制技术现状

1.4 本文的主要研究内容

第二章 升降系统的设计与计算

2.1 自升式海洋平台概况

2.2 升降系统设计与计算

2.3 液压系统计算与选型

2.4 本章小结

第三章 液压马达同步控制仿真

3.1 AMESim简介

3.2 液压系统建模

3.3 本章小结

第四章 升降实验论证

4.1模拟平台实验装置

4.2 控制系统总体设计

4.3 实验结果分析

4.4 本章小结

第五章 基于LabVIEW的升降安全检测系统设计

5.1 升降安全体系的建立

5.2 海洋平台升降安全检测系统组成设计

5.3 LabVIEW程序设计

5.4 数据显示前面板

5.5 数据采集测试

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

在校期间发表的学术论文及研究成果