[实用新型]浮筒模型质量分布调节装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种质量分布调节装置，特别是关于一种在海洋工程模型试验水池中对深水浮筒式系泊系统的浮筒模型质量分布调节装置。

背景技术

随着世界能源消耗的不断增长，以及陆上石油天然气开发的逐渐饱和，人们将油气开发的领域拓展到海洋。虽然科技的发展和海洋工程的进步使得人类在深海海洋工程的开发中不断取得进步，但如何将各种各样的浮式结构物，如浮式生产储油卸载系统(FPSO，Floating Production Storage and Offloading)等海洋油气生产装备安全系泊在生产油田位置，是解决生产和保障安全的重要问题。目前，采用浮筒式系泊是一种在海洋油田上系泊船舶和平台的有效方式，得到了广泛利用。而海洋油气生产中的浮筒与常规的系泊水鼓不同，其体积较大，质量和浮力均较大，大型的浮筒质量已达到数百吨，体积达到数十米的尺度，在所受的外载荷的作用下所产生的运动和导致的载荷均较为复杂，因而为了准确地得到在复杂海洋环境和被系泊平台的共同作用下的准确的性能，在模型试验中已不能作为一个简单的质点和浮力作用点来处理，其模型必须模拟准确的质量和质量分布情况。对于物体而言，质量分布调节包括重心的位置和质量的分布(惯量)等。

在浮筒模型的模拟中，由于海洋工程的常规模型缩尺比为50～100，因此，即使是数百吨的大型浮筒，其模型的总重亦不过1～2千克左右，用常规的海洋工程模型试验中所采用的惯量调节架亦很难调节。针对上海交通大学海洋工程国家重点实验室所拥有的惯量调节架(其发明专利号为：02137056.7)而言，该调节架是实验室自行研制的船舶和海洋平台的模型惯量调节系统，其对于重约数百千克的船舶和海洋平台模型可以达到非常准确的结果，并已在大批海洋工程模型试验中得到成功的应用。但将其应用至海洋系泊浮筒的惯量调节上则是“大材小用”。同时，由于浮筒模型质量较轻，重心高度和水平偏离位置较小，而惯量调节架本身的质量就达到数百千克，二者不在同一个量级上，如果用该惯量调节架来调节，则会造成调节的误差达到无法接受的程度。即使对该调节架进行小型化，也难以适应浮筒的调整，因为该调节架适宜调节底部较为平整的模型，对于形状较为复杂，有时甚至是非常规形状的浮筒，如底部有凸起，凹坑等的浮筒就必须设置大量的支撑附件，调整较为困难且会造成较大的误差。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种能适应各种不同形状大小被测浮筒模型调节，结构简单，能解决小型海洋系泊浮筒的惯量调节难题的浮筒模型质量分布调节装置。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种浮筒模型质量分布调节装置，其特征在于：它包括一支撑架和一摇摆框架，所述摇摆框架包括一模型支撑平台和一能调节重量的重物；所述支撑架顶部两侧分别设置有一钢制支撑刀口，所述摇摆框架通过两所述钢制支撑刀口与所述支撑架活动连接。

所述摇摆框架包括所述模型支撑平台，所述模型支撑平台的四个顶点处分别设置一个锥形支撑架，两个所述锥形支撑架分别与两所述钢制支撑刀口呈对应设置；所述模型支撑平台的下部，与另外两个所述锥形支撑架对应设置有两个铝制的悬挂臂，所述两个悬挂臂的端部均连接至所述重物，形成三角形的负重结构；所述模型支撑平台与四个所述锥形支撑架之间分别设置有一导轨；所述模型支撑平台的下方，与四个所述导轨相对应处分别设置有一个用于在测量中悬挂砝码的挂钩。

所述模型支撑平台采用轻型铝质的中空环形结构。

所述模型支撑平台上，与两所述钢制支撑刀口对应位置处分别开设有一用于保证所述摇摆框架自由摆动的浅槽。

所述支撑架采用钢制的方形结构，所述摇摆框架采用三角形结构。