深水钻井船DP-3级动力定位系统研究

发布时间：2017-07-31 19:19

  本文关键词：深水钻井船DP-3级动力定位系统研究

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【摘要】：动力定位系统(Dynamic Positioning System)是指船舶不借助锚泊系统,通过测量系统检测到船舶的实际位置与目标位置的差异,计算出所需要的推力大小,并将这些推力合理地分配给推进器,来抵抗外界的影响力(风浪流作用力)使船舶定位在所要求的位置上的系统。在水深较深的海域中,动力定位目前已经在船舶及海洋工程领域中得到了广泛的应用。DP-3作为动力定位系统附加标志的最高等级,规定在任何一个故障包括由于进水或者着火导致的整个舱室失效的情况下,在规定的环境条件内仍能自动保持船舶及艏向的位置,因此对其冗余度有着严格的要求。本文以第六代3000米深水钻井船实际项目为依托,将理论与实际相结合,对动力定位系统进行详细的研究和分析。本文先是结合实际项目本身,从动力系统、推进系统、控制及测量系统三大方面说明了动力定位系统在深水钻井船上的配置情况。先从整体上对动力定位系统在项目上的实际运用做个说明。确认了系统的配置后,展开动力定位能力的分析和研究。根据必要的环境条件等参数来计算工作环境下风、浪、流三大环境载荷。再确立相应的推进器参数。最后将船舶主要参数、推进器参数等数据输入到DPCAP软件中,给出推力器在完整模式下和失效模式下的定位能力曲线。最后从动力系统、推进系统、控制及测量系统三个方面对故障失效模式进行定性分析。研究可能发生的故障原因以及所带来的影响,并通过动力定位能力曲线图,来验证单一舱室失效时船舶的动力定位能力。
【关键词】：钻井船 动力定位系统 失效模式分析 动力定位能力曲线
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.82;U674.381
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 论文研究的目的与意义11
• 1.2 背景介绍11-12
• 1.3 DP动力定位系统的定义12-13
• 1.4 DP动力定位系统的工作原理13-14
• 1.5 DP动力定位发展史14
• 1.6 DP动力定位系统的应用14-15
• 1.7 论文的主要内容及章节安排15-17
• 1.7.1 论文的主要内容15-16
• 1.7.2 论文的章节安排16-17
• 2 动力定位系统17-48
• 2.1 DP动力定位系统的附加标志17
• 2.2 DP动力定位等级的配置要求17-20
• 2.3 动力系统20-36
• 2.3.1 概述20-22
• 2.3.2 发电机组22-25
• 2.3.3 高压配电板25-27
• 2.3.4 动力管理系统（PMS）27-29
• 2.3.5 电力分配系统29-30
• 2.3.6 不间断电源UPS30-36
• 2.4 推进系统36-41
• 2.4.1 概述36
• 2.4.2 驱动系统36-39
• 2.4.3 转向系统39-40
• 2.4.4 推进控制系统40-41
• 2.5 DP控制系统41-47
• 2.5.1 概述41
• 2.5.2 DP操作台41
• 2.5.3 DP控制箱41-42
• 2.5.4 DP网络系统42-44
• 2.5.5 位置参考系统44-46
• 2.5.6 传感器系统46-47
• 2.6 本章小结47-48
• 3 动力定位能力分析48-71
• 3.1 坐标系48-49
• 3.2 船舶的主要尺度49
• 3.3 海洋环境载荷49-59
• 3.3.1 环境条件49-50
• 3.3.2 风载荷50-53
• 3.3.3 流载荷53-54
• 3.3.4 波浪载荷54-57
• 3.3.5 额外载荷57-59
• 3.4 推力系统59-62
• 3.5 动力定位能力曲线62-65
• 3.5.1 动力定位能力曲线的计算要求62-63
• 3.5.2 动力定位能力曲线的计算流程63-65
• 3.6 定位能力曲线结果及分析65-70
• 3.6.1 动力定位曲线失效模式分配65
• 3.6.2 动力定位能力曲线结果65-69
• 3.6.3 结论69-70
• 3.7 本章小结70-71
• 4 动力定位失效模式分析71-97
• 4.1 概述71
• 4.1.1 研究目的与重要性71
• 4.1.2 研究内容71
• 4.2 失效模式分析方法71-73
• 4.2.1 分析方法流程图71-72
• 4.2.2 工作表说明72-73
• 4.2.3 严重等级说明73
• 4.3 失效模式分析73-96
• 4.3.1 动力系统失效模式分析73-75
• 4.3.2 推进系统失效模式分析75-77
• 4.3.3 DP控制系统失效模式分析77-79
• 4.3.4 动力系统失效模式分析表79-87
• 4.3.5 推进系统失效模式表87-91
• 4.3.6 DP控制系统失效模式表91-96
• 4.4 本章小结96-97
• 5 总结与展望97-99
• 5.1 总结97
• 5.2 进一步研究工作展望97-99
• 参考文献99-101
• 致谢101-102
• 攻读学位期间发表的学术论文目录102

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1 赵志高,杨建民,王磊,程俊勇;动力定位系统发展状况及研究方法[J];海洋工程;2002年01期

2 周利;王磊;;船舶动力定位系统与锚泊辅助动力定位系统的时域模拟比较[J];船海工程;2009年04期

3 史斌杰;吴U営，

本文编号：600722