深水半潜式钻井平台动力定位实时交互仿真系统

为了模拟深水半潜式钻井平台在复杂海况下的动态响应,对动力定位平台的低频运动与环境载荷进行了数学建模.根据深水钻井平台海上作业的安全等级要求,设计并搭建了DP-3级动力定位实时交互式仿真系统,该交互系统主要包括DP-3级动力定位控制系统与视景仿真系统.给出了DP-3级动力定位控制系统的体系结构.详细阐述了视景仿真系统与DP-3级动力定位控制系统实时交互时的信息流.对981平台

第3 2卷第 1期 121年 l 01 1月

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深水半潜式钻井平台动力定位实时交互仿真系统王芳万磊徐玉如姜大鹏王卓孙丽萍，,,,,

( .尔滨工程大学水下智能机器人技术国防科技重点实验室，黑龙江哈尔滨 5 0 12哈尔滨工程大学深海工程技术 1哈 10 0;.研究中心，黑龙江哈尔滨 10 0 ) 50 1

摘

要：为了模拟深水半潜式钻井平台在复杂海况下的动态响应，动力定位平台的低频运动与环境载荷进行了数学建对

模.根据深水钻井平台海上作业的安全等级要求，设计并搭建了 D - P3级动力定位实时交互式仿真系统，该交互系统主要包括 D -动力定位控制系统与视景仿真系统.出了 D一 P3级给 P3级动力定位控制系统的体系结构.细阐述了视景仿真系详统与 D一 P3级动力定位控制系统实时交互时的信息流. 9 1台在作业工况和待机工况进行了仿真试验，对 8平仿真结果表明所设计的交互仿真系统可以实现动力定位的动态模拟，可用于 D一 P3级动力定位控制系统的软、硬件的构建与调试 . 关键词：半潜式钻井平台；动力定位；仿真；数学建模；实时交互；动态模拟中图分类号：P 9 .文献标志码：文章编号：0 67 4 (0 1 l'3 50 T 3 19 A 10—0 3 2 1 ) 119 -7

Re lt e ie a i e sm u a i n s se f r d n m ia l o ii n d a -i t r t i l to y t m o y a c l p sto e m v y d e wa e e is bm e sb e d i i g p a f r e p t r s m -u r i l rl n l to m lWAN F n W AN L i, G a g, e XU u u JANG p n W A Y r,I Da e g, NG Z u S iig h o, UN L pn( .SaeK y L b o A tn m u n e a r e i e ab n ier g U i r t, abn 1 0 0,C ia 2 ep a rE g— 1 t

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现代动力定位技术是海上浮式结构物依靠自身动力抵御外界风、、等扰动力的影响，态保持浪流动

设计制造、工智能以及推进技术等多学科交叉的人

于海上某一确定位置进行作业的技术，是一门涉及计算机技术、传感器技术、代控制理论、息通讯现信

高新技术.现代动力定位技术是应不断壮大的石油和天然气勘探业的需求而发展起来的，着海洋石随油和天然气的开采不断向深海区域拓展，依靠自身动力进行定位将逐渐成为各种离岸浮动生产设施在深海区作业的主要定位方式 .同时，深海区域作业环境的不确定性和高危险性对动力定位系统的性能和可靠性提出了全新的要求，动力定位控制系统的体系结构将更加复杂，因而动力定位的研究急需一个仿真调试平台来实时模拟结构物在复杂海况下的运动响应，而预估整个动力定位控制系统从

技术、信号处理技术、流体力学、船舶与海洋结构物收稿日期：0 00 -5 2 1 -62 .基金项目：国家自然科学基金资助项目( 00 0 5 E 9 02) 5 9 92/ 0 10;黑龙江省自然科学基金资助项

目( 0 7 0 0 -0 . 2 0 Q 5 20 )作者简介：王芳 ( 95 )女，士研究生，— a: ag n l@h, 18一，博 E m i w n f g6 r l ab u e u cl e . d . r;

徐玉如( 9 3 )男，中国工程院院士， 14 -,博士生导师. 通信作者：芳.王