[发明专利]一种海洋勘察设备的升沉补偿控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海洋勘察设备，尤其涉及海洋勘察设备的升沉补偿控制系统。

背景技术

海洋蕴藏着大量资源，资源勘探和开采利用对我国海洋事业发展具有重要意义。一般装配了海洋勘察设备的勘探船出发到海上进行勘探活动时，由于船体及勘察设备在工作过程中会随着波浪运动而产生纵向和横向振动，从而使安装在船头或船体侧面的用于吊住勘察设备的起吊钢丝绳产生拉伸和弯曲变形，因此影响海洋勘察系统的可靠性和稳定性。为了保证勘察设备在海上风浪中作业的稳定性，在海洋勘察系统中需要增加海浪升沉补偿控制。

目前，海上作业所用的勘察设备的升沉补偿系统按动力供应来分主要有被动补偿和主动补偿两种。被动补偿系统的补偿动力来源于船本身在海浪中的升沉，当船升沉时，依靠海浪的举升力和船自身的重力来压缩和释放蓄能器中的压缩空气，从而对海浪造成的升沉进行一定补偿。此种波浪补偿系统几乎不消耗动力，因此应用比较广泛。但是这种补偿方式的最大缺点就是补偿性能不稳定，滞后比较大，无法实现稳定的控制。而另一种主动型波浪补偿系统的工作方式是按照发布的实时海浪预报信息，采用补偿系统的动力机的能源对当天的海浪进行主动补偿，主动控制补偿系统工作来抵制海浪造成的升沉现象对勘察设备的影响，如采用液压泵作为动力源。该类型补偿系统可以采用反馈控制，抗干扰能力强，适应性好，补偿精度高，补偿性能稳定。但是消耗的功率较大，需要的信息量和处理的信息量也很大，不适合于中小功率勘察设备和小型勘察场合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种海洋勘察设备的升沉补偿控制系统及控制方法，解决现在的勘察设备的升沉补偿系统部分滞后比较大，无法实现稳定的控制，部分消耗的功率太大，需要的信息量和处理的信息量也很大，不适合于中小功率勘察设备和小型勘察场合的缺陷。

技术方案

一种海洋勘察设备的升沉补偿控制系统，包括勘察设备和采用钢丝绳连接的起吊车，其特征在于：还包括导向滑轮和补偿油缸，所述导向滑轮和补偿油缸设置在勘察设备和起吊车之间，连接勘察设备和起吊车的钢丝绳从起吊车出来后在导向滑轮上绕过，再绕过补偿油缸后和勘察设备连接，所述导向滑轮上安装有钢丝绳张力传感器，所述补偿油缸连接有蓄能器，所述钢丝绳张力传感器将信号传送至升沉补偿控制器，所述升沉补偿控制器与起吊车连接，控制起吊车运动，从而调整勘察设备。

所述补偿油缸上设置有位置开关，所述位置开关与所述升沉补偿控制器电连接，将信号传送至升沉补偿控制器。

所述位置开关包括分别安装在补偿油缸顶和底的上下限位开关。

所述位置开关还包括中间位置开关和接近补偿油缸底的下限位预判开关。

所述中间位置开关包括中位上位置开关和中位下位置开关两个位置开关。

所述升沉补偿控制器还与船舶升沉测量装置之间以总线连接，所述船舶升沉测量装置包括波浪传感器，将波浪传感器测得的加速度值和波高参数或位移值参数传送给升沉补偿控制器。

所述起吊车采用液压绞车，提供液压绞车动力的液压伺服系统与升沉补偿控制器连接，接收升沉补偿控制器的控制信号改变液压绞车的动力，控制液压绞车的运动。

所述张力传感器设置在所述导向滑轮的中心旋转轴上。

所述补偿油缸包括缸体和沿缸体内壁上下运动的柱塞，所述缸体与连接的定滑轮固定设置，所述柱塞上设置有动滑轮，钢丝绳从所述定滑轮和动滑轮之间绕过。

一种海洋勘察设备的升沉补偿控制方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)首先用测深仪测出工作点的确切水深值，根据水深计算出钢丝绳在水中的重力和需要的补偿力，并计算出补偿油缸的油压值和油压的报警值，及钢丝绳放绳长度；

(2)将勘察设备下放，当勘察设备到达指定水深时，依照钢丝绳放绳长度设定的起吊车的起吊压力会突然变化同时张力传感器也出现张力突然下降，补偿油缸由于蓄能器作用进行被动补偿；

(3)当补偿油缸行程越过上下限位开关的位置时，启动主动补偿，即根据张力传感器传送的钢丝绳实时张力参数和/或油缸位置开关信号及波浪参数进行主动波浪补偿和船舶漂移补偿控制。

有益效果

本发明的海洋勘察设备的升沉补偿控制系统和方法使用油缸和张力补偿结合，被动补偿和主动补偿结合，适用于各种波浪情况，而且节能的同时效率也高，因为油缸和钢丝绳张力进行实时反馈，因此更贴近现场状况，控制速度快，数据处理量少，成本降低，适用于各类型勘察场合。

附图说明

图1是海洋勘查装置升沉补偿控制系统组成示意框图。