[实用新型]新型浮式海上多功能试验平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及海上浮式平台试验设备技术领域，特别涉及海上多功能试验平台。

背景技术

二十一世纪全球油气资源勘探开发的重点目标在海洋，而未来油气总储量的44%将来自海洋的深水区。我国沿海海域面积辽阔，海岸线较长，大陆架面积广阔，蕴藏着丰富的海洋油气资源，渤海、黄海、东海及南海都为大面积沉积盆地，石油资源达400亿吨以上，天然气15万亿立方米，尤其是南海，探明储量约70亿吨，与波斯湾、墨西哥湾、北海并称世界四大海洋油气聚焦中心，是我国当前油气开发的重要前沿阵地，是深海资源开发的热点。

作为海上油气田开发的重要设施，浮式海洋平台起着举足轻重的作用。浮式平台长期作业于海上，受到复杂的海洋环境作用，如海风、波浪、洋流、地震等环境动力荷载与作用，其运动响应大小直接影响平台钻井、生产安全，因此浮式平台运动响应是浮式平台研究和设计的重点。传统的模型试验在室内水池进行，只能模拟短期内海洋的波浪载荷或者水流载荷，不能替代海洋中真实的长期风浪流共同作用。并且传统的海洋平台室内模型试验的缩尺比约为1/60-1/70，无法在相近比尺内模拟环境荷载下的真实海洋平台的动力响应。另外，因为平台的动力特性与其自身的锚泊方式、平台负载以及环境特征有很大的关联，目前世界上尚无有效的方法可以在复杂的海洋环境下同时改变几个影响因素来取得实时的动力响应。

海底管线的安全铺设也是海洋油气工程中的重要环节之一。深海中管道的铺设受到复杂的风、浪、流等环境因素的影响，管道与海床的相互作用也更加复杂，管道表现出强烈的非线性动力特性。因此，深海复杂荷载环境下管道的动力响应是当前国内外研究的重点与未来的发展方向。相关的理论研究与数值模型的建立需要大量可靠而详尽的试验数据来加以验证和优化。相比于室内模型试验，在自然海域当中进行的现场原型试验不受模型比尺造成的误差影响，有着准确而可靠的优势。

同时，水下生产系统以及海底观测网络、海洋生物科学也是海洋工程发展的重要方向。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一个新型的浮式海上试验平台。在该试验平台上可以开展原型的、真实条件下、无比尺效应的试验研究，得到工程中可以直接应用的试验结果。可以开展的试验包括：(1) 自然海域中风浪流的测定；(2) 浮式平台和系泊系统的动力响应测试；(3)海底管道安装试验；(4)水下生产系统安装试验；(5)海底土质勘探、海洋环境测试等。其中动力响应与安装试验功能需要以风浪流等环境数据的测量为基础，才能得到切实有效的试验数据。而锚泊方式、平台负载、海洋环境等因素的耦合是世界上其他的试验设备都无法做到的。

为此，本实用新型采用以下技术方案：包括浮式平台和配套的海洋系泊系统，所述浮式平台包括浮体结构、立柱、干舷甲板、下甲板和上甲板，所述浮体结构包括压载舱和空舱，平台结构各部分之间采用高强度、高防水要求的焊接技术进行连接，

所述试验平台中部设有矩形月池，月池上方布置有井架和设置在井架上的电动葫芦，电动葫芦上长期吊装有试验管道和水下生产系统，其特征在于管道及水下生产系统穿过浮式平台的月池进入下方的自然海域进行长期试验，

所述海洋锚泊系统包括海军用单侧锚机和锚链，其中锚链上设置有角度传感器和张力传感器，角度传感器用于采集锚链在导缆孔处的角度变化数据，张力传感器用于采集锚链顶端的张力；

所述上甲板上设置有甲板室，所述甲板室顶板上还设置有风速风向仪，上甲板四个角位置设置了加速度传感器，风速风向仪以螺栓或焊接方式与甲板室顶板相连接，所述风速风向仪距离甲板室顶1.22m以上，用于采集试验平台所处的水域的实时风速、风向数据；上甲板的四个角上通过高强度胶水或者焊接的形式还设置有加速度传感器，用于采集试验平台所处水域实时的平台动力响应数据；

所述上甲板右舷处安装有液压回转起重机，起重机基座穿过下甲板与平台主结构相连，起重臂长度与上甲板长度相当，起重臂可以再0°~75°范围内俯仰，进行试验设备的吊装；

所述试验平台还设置了流速流向仪，流速流向仪的基座以焊接形式连接在平台干舷甲板以下，并通过缆线连接吊装至平台基线以下放置于自然海域当中，用于采集实验平台所处水域的水流速度及流向数据；

所述甲板室内又设置有主控室，主控室内安装有数据采集装置、3G无线传输设备、压载舱控制面板及计算机，所述数据采集装置采集自加速度传感器、角度传感器、张力传感器、风速风向仪、流速流向仪所传来的实时数据，并汇集传输到计算机上，计算机通过3G无线传输设备可将所有的数据传输到岸上的接收设备，从而实现远距离的数据采集工作。